Guias de ondas de alto desempenho para "chips fotônicos de nova geração" foram criados

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu uma nova tecnologia de guia de ondas ópticas: SPIM-WG. COM

usando este método guias de onda ópticosaqueles de tamanho nanométrico com seções transversais tridimensionais que variam suavemente podem ser fabricados em um chip. Esses dispositivos não são apenas melhores que os tradicionais, mas possuem vários recursos novos que abrem caminho para futuros chips fotônicos e quânticos.

Em seu trabalho publicado na Light Science& Aplicações, os cientistas usaram a escrita a laser de femtosegundo para criar guias de ondas de vidro compatíveis com fibra óptica. Quando fabricados em modo de aquecimento com alta velocidade de varredura, eles foram capazes de obter deformação precisa de seções transversais ao longo do guia de ondas com formas e tamanhos controlados com alta resolução nas direções transversais horizontais e verticais.

Pesquisadores dizem que o principal benefícioUma nova tecnologia baseada em óptica adaptativa é que permite a produção de guias de ondas de baixa perda com seções transversais variáveis, como redondas, quadradas, anulares ou muitas outras formas complexas. A precisão do controle de seção transversal para cada eixo pode chegar a centenas de nanômetros. Para um único guia de ondas, a forma da seção transversal pode variar ao longo do próprio guia de ondas. Por exemplo, eles podem ser torcidos, de quadrado para redondo, ou de redondo para anel.

Exemplos de guias de luz de diversos formatos, fabricados com novas tecnologias. Imagem: Bangshan Sun et al., Light Science & Formulários

O estudo mostrou perdas muito baixas emusando novos guias de onda. Um guia de ondas construído sobre um substrato de vidro tem uma perda de transmissão de cerca de -0,14 dB/cm. Isso significa que apenas cerca de 3% da potência óptica é perdida ao transmitir 1 cm através do chip, explicam os autores do desenvolvimento. Além disso, os resultados experimentais mostram que a perda de transmissão adicional causada pela mudança na seção transversal é desprezível.

Os cientistas também observam a velocidade de produção comusando a nova tecnologia. Guias de ondas convencionais de silício sobre silício levam meses para serem construídos, enquanto o SPIM-WG leva apenas alguns minutos. Essa velocidade permite criar e testar rapidamente protótipos de dispositivos sem gastar meses criando uma nova versão do produto.

Desenvolvimento de circuitos integrados eletrônicosaproximando-se do limite de rendimento e consumo de energia. Chips fotônicos e quânticos podem ser uma alternativa razoável. Com base no acoplamento de ondas amortecidas, guias de ondas ópticos vizinhos podem realizar processamento de sinal programável, fornecendo as funções necessárias para chips quânticos e fotônicos.

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