Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha luchd-rannsachaidh bho dhiofar dhùthchannan air photonics amalaichte a chleachdadh gus làimhseachadh tonnan solais fo-dhearg a thoirt gu buil agus an cur an sàs ann an lìonraidhean 5G aig astar luath, mothachairean chip, agus carbadan fèin-riaghailteach. Aig an àm seo, le doimhneachd leantainneach air an stiùireadh rannsachaidh seo, tha luchd-rannsachaidh air tòiseachadh a’ dèanamh lorg domhainn air bannan solais faicsinneach nas giorra agus a’ leasachadh thagraidhean nas fharsainge, leithid LIDAR aig ìre chip, AR/VR/MR (leasaichte/brìgheil/ hybrid) Reality) Glasan, taisbeanaidhean holografach, sgoltagan giollachd cuantamach, probes optogenetic air an cuir a-steach don eanchainn, msaa.
Tha amalachadh mòr de mhodulators ìre optigeach aig cridhe an fho-shiostam optigeach airson slighe optigeach air-chip agus cumadh aghaidh tonn gun àite. Tha an dà phrìomh ghnìomh seo deatamach airson diofar thagraidhean a thoirt gu buil. Ach, airson modulators ìre optigeach anns an raon solais faicsinneach, tha e gu sònraichte dùbhlanach coinneachadh ri riatanasan tar-chuir àrd agus modaladh àrd aig an aon àm. Gus coinneachadh ris an riatanas seo, feumaidh eadhon na stuthan silicon nitride agus lithium niobate as freagarraiche meud agus caitheamh cumhachd àrdachadh.
Gus an duilgheadas seo fhuasgladh, dhealbhaich Michal Lipson agus Nanfang Yu à Oilthigh Columbia modulator ìre thermo-optic silicon nitride stèidhichte air an ath-shuidheachadh meanbh-chearcaill adiabatic. Dhearbh iad gu bheil an resonator meanbh-chearcaill ag obair ann an staid làidir ceangail. Faodaidh an inneal modaladh ìre a choileanadh le glè bheag de chall. An coimeas ri modulators ìre waveguide àbhaisteach, tha co-dhiù òrdugh meudachaidh aig an inneal ann an caitheamh àite agus cumhachd. Chaidh an susbaint co-cheangailte ris fhoillseachadh ann an Nature Photonics.
Thuirt Michal Lipson, prìomh eòlaiche ann an raon photonics amalaichte, stèidhichte air silicon nitride: “Is e an rud as cudromaiche don fhuasgladh a tha sinn a’ moladh a bhith a ’cleachdadh resonator optigeach agus ag obair ann an staid ceangail làidir ris an canar.”
Is e structar fìor cho-chothromach a th’ anns an resonator optigeach, a dh’ fhaodas atharrachadh clàr-amais beag ath-tharraingeach a thionndadh gu atharrachadh ìre tro ioma-chuairtean de shailean solais. San fharsaingeachd, faodar a roinn ann an trì stàitean obrach eadar-dhealaichte: “fo chàraid” agus “fo chàraid.” Ceangal èiginneach" agus "ceangal làidir." Nam measg, chan urrainn dha “fo cheangal” ach atharrachadh ìre cuibhrichte a thoirt seachad agus bheir e a-steach atharrachaidhean leudachaidh neo-riatanach, agus bidh “ceangal èiginneach” ag adhbhrachadh call mòr optigeach, agus mar sin a’ toirt buaidh air fìor choileanadh an inneil.
Gus modaladh ìre 2π iomlan a choileanadh agus glè bheag de dh’ atharrachadh leudachaidh, làimhsich an sgioba rannsachaidh am microring ann an staid “ceangal làidir”. Tha an neart ceangail eadar am microring agus am “bus” co-dhiù deich tursan nas àirde na call an microring. Às deidh sreath de dhealbhaidhean agus optimization, tha an structar deireannach air a shealltainn anns an fhigear gu h-ìosal. Is e fàinne athshondach a tha seo le leud teipichte. Bidh am pàirt cumhang tonn-tonn a’ leasachadh an neart ceangail optigeach eadar am “bus” agus am meanbh-choil. Am pàirt stiùireadh tonn farsaing Tha call solais an microring air a lughdachadh le bhith a’ lughdachadh sgapadh optigeach a ’bhalla-taobh.
Thuirt Heqing Huang, a’ chiad ùghdar a’ phàipeir: “Tha sinn air modulator ìre solais faicsinneach beag, sàbhalaidh lùtha agus fìor chall a dhealbhadh le radius de dìreach 5 μm agus caitheamh cumhachd atharrachaidh ìre π de a-mhàin. 0.8 mW. Tha an atharrachadh leudachaidh a chaidh a thoirt a-steach nas ìsle na 10%. Is e an rud a tha nas teirce gu bheil am modulator seo a cheart cho èifeachdach airson na bannan gorm is uaine as duilghe san speactram faicsinneach.”
Chomharraich Nanfang Yu cuideachd, ged a tha iad fada bho bhith a’ ruighinn ìre aonachadh thoraidhean dealanach, gu bheil an obair aca air a’ bheàrn eadar suidsichean photonic agus suidsichean dealanach a lughdachadh gu mòr. “Mura robh an teicneòlas modulator a bh’ ann roimhe a ’ceadachadh ach 100 modulator ìre waveguide aonachadh le lorg-coise sònraichte chip agus buidseat cumhachd, is urrainn dhuinn a-nis 10,000 gluasad ìre fhilleadh a-steach air an aon chip gus gnìomh nas iom-fhillte a choileanadh.”
Ann an ùine ghoirid, faodar an dòigh dealbhaidh seo a chuir an sàs ann am modulators electro-optic gus an àite còmhnaidh agus caitheamh bholtachd a lughdachadh. Faodar a chleachdadh cuideachd ann an raointean speactram eile agus dealbhadh resonator eile. Aig an àm seo, tha an sgioba rannsachaidh a’ co-obrachadh gus sealltainn an speactram faicsinneach LIDAR air a dhèanamh suas de arrays gluasad ìre stèidhichte air na microrings sin. Anns an àm ri teachd, faodar cuideachd a chuir an sàs ann am mòran thagraidhean leithid neo-loidhneachd optigeach leasaichte, lasers ùra, agus optics cuantamach ùra.
Stòr an artaigil: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Tha Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. a tha stèidhichte ann an “Silicon Valley” ann an Sìona - Beijing Zhongguancun, na iomairt àrdteicneòlais a tha coisrigte ri bhith a’ frithealadh ionadan rannsachaidh dachaigheil is cèin, ionadan rannsachaidh, oilthighean agus luchd-obrach rannsachaidh saidheansail iomairt. Tha a’ chompanaidh againn sa mhòr-chuid an sàs ann an rannsachadh agus leasachadh neo-eisimeileach, dealbhadh, saothrachadh, reic thoraidhean optoelectronic, agus a’ toirt seachad fuasglaidhean ùr-ghnàthach agus seirbheisean proifeasanta, pearsanta do luchd-rannsachaidh saidheansail agus innleadairean gnìomhachais. Às deidh bliadhnaichean de ùr-ghnàthachadh neo-eisimeileach, tha e air sreath beairteach agus foirfe de thoraidhean photoelectric a chruthachadh, a tha air an cleachdadh gu farsaing ann am baile, armachd, còmhdhail, cumhachd dealain, ionmhas, foghlam, meidigeach agus gnìomhachasan eile.
Tha sinn a’ coimhead air adhart ri co-obrachadh leat!
Ùine puist: Mar-29-2023