Es wurden Hochleistungs-Wellenleiter für "photonische Chips der neuen Generation" geschaffen

Ein internationales Forscherteam hat eine neue optische Wellenleitertechnologie entwickelt: SPIM-WG. MIT

Mit dieser Methode werden optische Wellenleiter hergestelltNanogroße Exemplare mit sanft variierenden dreidimensionalen Querschnitten können auf einem Chip hergestellt werden. Solche Geräte sind nicht nur besser als herkömmliche, sondern verfügen auch über mehrere neue Funktionen, die den Weg für zukünftige Photonik- und Quantenchips ebnen.

In seiner in Light Science veröffentlichten Arbeit&Ampere; Anwendungen nutzten Wissenschaftler das Femtosekunden-Laserschreiben, um mit Glasfasern kompatible Glaswellenleiter zu erstellen. Bei der Herstellung im Heizmodus mit hoher Scangeschwindigkeit konnten sie eine präzise Verformung der Querschnitte entlang des Wellenleiters mit kontrollierten Formen und Größen mit hoher Auflösung sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Querrichtung erreichen.

Forscher sagen, der HauptvorteilEine neue Technologie, die auf adaptiver Optik basiert, ermöglicht die Herstellung von verlustarmen Wellenleitern mit variablen Querschnitten, wie etwa rund, quadratisch, ringförmig oder vielen anderen komplexen Formen. Die Genauigkeit der Querschnittssteuerung für jede Achse kann Hunderte von Nanometern erreichen. Bei einem einzelnen Wellenleiter kann die Querschnittsform entlang des Wellenleiters selbst variieren. Sie können zum Beispiel gedreht werden, von eckig zu rund oder von rund zu ringförmig.

Beispiele für Lichtleiter verschiedener Formen, hergestellt mit neuer Technologie. Bild: Bangshan Sun et al., Light Science & Anwendungen

Die Studie zeigte sehr geringe Verluste anVerwendung neuer Wellenleiter. Ein auf einem Glassubstrat aufgebauter Wellenleiter hat einen Übertragungsverlust von etwa -0,14 dB/cm. Das bedeutet, dass bei einer Übertragung von 1 cm durch den Chip nur etwa 3 % der optischen Leistung verloren gehen, erklären die Autoren der Entwicklung. Darüber hinaus zeigen die experimentellen Ergebnisse, dass der durch die Querschnittsänderung verursachte zusätzliche Übertragungsverlust vernachlässigbar ist.

Wissenschaftler bemerken auch die Geschwindigkeit der Produktion mitmit neuer Technologie. Der Bau herkömmlicher Silizium-auf-Silizium-Wellenleiter dauert Monate, während SPIM-WG nur wenige Minuten dauert. Diese Geschwindigkeit ermöglicht es Ihnen, Geräteprototypen schnell zu erstellen und zu testen, ohne monatelang eine neue Version des Produkts erstellen zu müssen.

Entwicklung elektronischer integrierter Schaltungennähert sich der Grenze von Durchsatz und Stromverbrauch. Photonische und Quantenchips können eine vernünftige Alternative sein. Basierend auf gedämpfter Wellenkopplung können benachbarte Lichtwellenleiter eine programmierbare Signalverarbeitung realisieren und die notwendigen Funktionen für Quanten- und Photonikchips bereitstellen.

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