Sono state create guide d'onda ad alte prestazioni per "chip fotonici di nuova generazione".

Un team internazionale di ricercatori ha sviluppato una nuova tecnologia di guida d'onda ottica: SPIM-WG. CON

utilizzando questo metodo guide d'onda ottichequelli di dimensioni nanometriche con sezioni trasversali tridimensionali variabili in modo uniforme possono essere fabbricati su un chip. Tali dispositivi non solo sono migliori di quelli tradizionali, ma presentano diverse nuove funzionalità che aprono la strada ai futuri chip fotonici e quantistici.

Nel suo lavoro pubblicato su Light Science& Nelle applicazioni, gli scienziati hanno utilizzato la scrittura laser a femtosecondi per creare guide d'onda in vetro compatibili con la fibra ottica. Quando fabbricati in modalità di riscaldamento con elevata velocità di scansione, sono stati in grado di ottenere una deformazione precisa delle sezioni trasversali lungo la guida d'onda con forme e dimensioni controllate con alta risoluzione sia nella direzione trasversale orizzontale che verticale.

I ricercatori dicono il vantaggio principaleUna nuova tecnologia basata sull'ottica adattiva è che consente la produzione di guide d'onda a bassa perdita con sezioni trasversali variabili, come tonde, quadrate, anulari o molte altre forme complesse. La precisione del controllo della sezione trasversale per ciascun asse può raggiungere centinaia di nanometri. Per una singola guida d'onda, la forma della sezione trasversale può variare lungo la guida d'onda stessa. Ad esempio, possono essere attorcigliati, da quadrato a tondo, o da tondo ad anello.

Esempi di guide luminose di varie forme, realizzate utilizzando la nuova tecnologia. Immagine: Bangshan Sun et al., Light Science & Applicazioni

Lo studio ha mostrato perdite molto basse autilizzando nuove guide d'onda. Una guida d'onda costruita su un substrato di vetro ha una perdita di trasmissione di circa -0,14 dB/cm. Ciò significa che solo il 3% circa della potenza ottica viene perso quando si trasmette 1 cm attraverso il chip, spiegano gli autori dello sviluppo. Inoltre, i risultati sperimentali mostrano che la perdita di trasmissione aggiuntiva causata dalla variazione della sezione trasversale è trascurabile.

Gli scienziati notano anche la velocità di produzione conutilizzando la nuova tecnologia. Le tradizionali guide d'onda silicio su silicio richiedono mesi per essere costruite, mentre SPIM-WG richiede solo pochi minuti. Questa velocità consente di creare e testare rapidamente prototipi di dispositivi senza spendere mesi per creare una nuova versione del prodotto.

Sviluppo di circuiti integrati elettroniciavvicinandosi al limite di portata e consumo energetico. I chip fotonici e quantistici possono essere un'alternativa ragionevole. Basate sull'accoppiamento delle onde smorzate, le guide d'onda ottiche vicine possono realizzare un'elaborazione del segnale programmabile, fornendo le funzioni necessarie per i chip quantistici e fotonici.

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