Posljednjih godina istraživači iz različitih zemalja koristili su integriranu fotoniku kako bi uzastopno realizirali manipulaciju infracrvenim svjetlosnim valovima i primijenili ih na velike brzine 5G mreže, senzora čipova i autonomnih vozila. Trenutno, s kontinuiranim produbljivanjem ovog istraživačkog smjera, istraživači su počeli provoditi dubinsko otkrivanje kraćih vidljivih svjetlosnih pojasa i razvijati opsežnije primjene, poput lidara na razini čipa, AR/VR/MR (poboljšana/virtualna/hibridna) naočale, holografski prikaz, impliciran u mozak, Optogenetskim mozgom, Optogenetskim brojem, u mozgu, atmosferentnih propadanja, u mozgu, atmosferetičkim prikazima, itd.
Velika integracija optičkih faznih modulatora je jezgra optičkog podsustava za optičko usmjeravanje i oblikovanje valnog prostora slobodnog prostora. Ove dvije primate funkcije ključne su za realizaciju različitih aplikacija. Međutim, za modulatore optičkih faza u rasponu vidljive svjetlosti, posebno je izazovno ispuniti zahtjeve visoke propusnosti i visoke modulacije istovremeno. Da bi se ispunili ovaj zahtjev, čak i najprikladniji silikonski nitrid i litij niobatni materijali moraju povećati količinu i potrošnju energije.
Kako bi riješili ovaj problem, Michal Lipson i Nanfang Yu sa Sveučilišta Columbia dizajnirali su silicijski nitrid termo-optički fazni modulator zasnovan na adiabatskom rezonatoru mikro-prstena. Dokazali su da rezonator mikro prstena djeluje u snažnom stanju spajanja. Uređaj može postići faznu modulaciju s minimalnim gubitkom. U usporedbi s običnim modulatorima faznih valovoda, uređaj ima najmanje redoslijed smanjenja veličine u prostoru i potrošnji energije. Povezani sadržaj objavljen je u Nature Photonics.
Michal Lipson, vodeći stručnjak za područje integrirane fotonike, zasnovano na silicij-nitridu, rekao je: "Ključ našeg predloženog rješenja je korištenje optičkog rezonatora i djelovati u takozvanom snažnom stanju spajanja."
Optički rezonator je vrlo simetrična struktura koja može pretvoriti malu promjenu indeksa loma u promjenu faze kroz više ciklusa svjetlosnih zraka. Općenito, može se podijeliti u tri različita radna stanja: "pod spajanjem" i "pod spojkom". Kritičko spajanje "i" Snažno spajanje. " Među njima, „pod spajanjem“ može pružiti samo ograničenu faznu modulaciju i uvesti nepotrebne promjene amplitude, a „kritično spajanje“ uzrokovat će značajan optički gubitak, utjecati na stvarne performanse uređaja.
Kako bi postigao potpunu modulaciju 2π faze i minimalnu promjenu amplitude, istraživački tim manipulirao je mikrorezom u stanju "jake spojke". Čvrstoća spajanja između mikrogradnje i "sabirnice" najmanje je deset puta veća od gubitka mikroradi. Nakon niza dizajna i optimizacije, konačna struktura prikazana je na donjoj slici. Ovo je rezonantni prsten sa konusnom širinom. Uski valoviti dio poboljšava optičku čvrstoću spajanja između "sabirnice" i mikro-zavojnice. Dio širokog valovoda, gubitak svjetlosti mikroradi se smanjuje smanjenjem optičkog raspršivanja bočnog zida.
Heqing Huang, prvi autor papira, također je rekao: „Dizajnirali smo minijaturni, uštedu energije i izuzetno niskog gubitka vidljive svjetlosti modulatora s polumjerom od samo 5 µM i potrošnju energije π-faznog modulacije od samo 0,8 MW. Uvedena varijacija amplitude je manja od 10%. Ono što je rjeđe je da je ovaj modulator podjednako učinkovit za najteže plave i zelene trake u vidljivom spektru. "
Nanfang Yu također je istaknuo da, iako su daleko od dostizanja razine integracije elektroničkih proizvoda, njihov je rad dramatično suzio jaz između fotonskih prekidača i elektroničkih prekidača. "Ako je prethodna tehnologija modulatora omogućila samo integraciju 100 modulatora faze valovoda s određenim proračunom za trag i napajanju, sada možemo integrirati 10 000 faznih mjenjača na isti čip kako bismo postigli složeniju funkciju."
Ukratko, ova metoda dizajna može se primijeniti na elektrooptičke modulatore kako bi se smanjili okupirani prostor i potrošnja napona. Može se koristiti i u drugim spektralnim rasponima i drugim različitim dizajnom rezonatora. Trenutno istraživački tim surađuje kako bi pokazao vidljivi spektar lidar sastavljenog od faznih nizova premještanja na temelju takvih mikrora. U budućnosti se može primijeniti i na mnoge aplikacije kao što su poboljšana optička nelinearnost, novi laseri i nova kvantna optika.
Izvor članka: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Peking Rofea Optoelectronics Co., Ltd. Smješten u kineskoj "Silicijskoj dolini"-Peking Zhongguancun, visokotehnološko je poduzeće posvećeno služenju domaćih i stranih istraživačkih institucija, istraživačkih instituta, sveučilišta i osoblja znanstvenog istraživanja poduzeća. Naša je tvrtka uglavnom angažirana u neovisnim istraživanjima i razvoju, dizajnu, proizvodnji, prodaji optoelektronskih proizvoda i pruža inovativna rješenja i profesionalne, personalizirane usluge za znanstvene istraživače i industrijske inženjere. Nakon godina neovisnih inovacija, formirao je bogat i savršeni niz fotoelektričnih proizvoda koji se široko koriste u općinskim, vojni, prometnim, električnoj energiji, financijama, obrazovanju, medicinskim i drugim industrijama.
Radujemo se suradnji s vama!
Post Vrijeme: ožujak-29-2023