Stworzono wysokowydajne falowody dla „chipów fotonicznych nowej generacji”

Międzynarodowy zespół naukowców opracował nową technologię falowodu optycznego: SPIM-WG. Z

przy użyciu tej metody falowodów optycznychnanocząstki o płynnie zmieniających się trójwymiarowych przekrojach można wytwarzać na chipie. Urządzenia takie są nie tylko lepsze od tradycyjnych, ale mają kilka nowych funkcji, które torują drogę przyszłym chipom fotonicznym i kwantowym.

W swojej pracy opublikowanej w Light Science& Naukowcy wykorzystali femtosekundowy zapis laserowy do stworzenia falowodów szklanych kompatybilnych ze światłowodami. Wytwarzane w trybie ogrzewania z dużą szybkością skanowania, były w stanie uzyskać precyzyjne odkształcenie przekrojów poprzecznych wzdłuż falowodu o kontrolowanych kształtach i rozmiarach z wysoką rozdzielczością zarówno w poziomym, jak i pionowym kierunku poprzecznym.

Naukowcy twierdzą, że główna korzyśćNowa technologia oparta na optyce adaptacyjnej polega na tym, że umożliwia produkcję niskostratnych falowodów o zmiennych przekrojach, np. okrągłych, kwadratowych, pierścieniowych lub wielu innych skomplikowanych kształtach. Dokładność kontroli przekroju dla każdej osi może sięgać setek nanometrów. W przypadku pojedynczego falowodu kształt przekroju poprzecznego może się zmieniać wzdłuż samego falowodu. Na przykład można je skręcać, z kwadratu na okrąg lub z koła na pierścień.

Przykłady światłowodów o różnych kształtach, wykonanych w nowej technologii. Zdjęcie: Bangshan Sun i in., Light Science & Aplikacje

Badanie wykazało bardzo niskie straty przyza pomocą nowych falowodów. Falowód zbudowany na podłożu szklanym ma straty transmisji około -0,14 dB/cm. Oznacza to, że tylko około 3% mocy optycznej jest tracone podczas przesyłania 1 cm przez chip – wyjaśniają autorzy opracowania. Ponadto wyniki eksperymentalne pokazują, że dodatkowe straty transmisji spowodowane zmianą przekroju są znikome.

Naukowcy zwracają również uwagę na szybkość produkcji zprzy użyciu nowej technologii. Zbudowanie konwencjonalnych falowodów typu krzem na krzemie zajmuje miesiące, podczas gdy SPIM-WG zajmuje tylko kilka minut. Ta szybkość pozwala na szybkie tworzenie i testowanie prototypów urządzeń bez spędzania miesięcy na tworzeniu nowej wersji produktu.

Rozwój elektronicznych układów scalonychzbliżanie się do limitu przepustowości i zużycia energii. Rozsądną alternatywą mogą być chipy fotoniczne i kwantowe. W oparciu o sprzężenie fal tłumionych sąsiednie falowody optyczne mogą realizować programowalne przetwarzanie sygnału, zapewniając niezbędne funkcje dla chipów kwantowych i fotonicznych.

Czytaj więcej:

Naukowcy sfilmowali dziwne stworzenie z mackami, które pomylili z kwiatem

Samolot naddźwiękowy poleci z prędkością 2000 km/h i przeleci ocean w 3,5 godziny

Niekontrolowana chińska rakieta wkrótce spadnie z powrotem na Ziemię. Co się dzieje