V zadnjih letih so raziskovalci iz različnih držav uporabili integrirano fotoniko, da bi zaporedno uresničili manipulacijo z infrardečimi svetlobnimi valovi in jih uporabili za visoke hitrostne mreže 5G, senzorje čipov in avtonomna vozila. Trenutno so raziskovalci z nenehnim poglabljanjem te raziskovalne smeri začeli izvajati poglobljeno odkrivanje krajših vidnih svetlobnih pasov in razvijati obsežnejše aplikacije, kot so lidar na ravni čipov, AR/VR/MR (izboljšana/virtualna/hibridna) stekla, holografske razseljene, ki so bile kvantne obdelave, i.t.
Obsežna integracija optičnih faznih modulatorjev je jedro optičnega podsistema za optično usmerjanje na čipu in oblikovanje valovnega prostora prostega prostora. Ti dve funkciji Prima Ry sta bistveni za uresničitev različnih aplikacij. Vendar pa je za optične fazne modulatorje v vidnem območju svetlobe še posebej zahtevno izpolnjevati zahteve visoke prepustnosti in visoke modulacije hkrati. Za izpolnitev te zahteve morajo tudi najprimernejši materiali silicijevega nitrida in litijevega niobata povečati količino in porabo energije.
Za rešitev te težave sta Michal Lipson in Nanfang Yu z univerze Columbia zasnovala silicijev nitridni termo-optični modulator faz, ki temelji na adiabatskem resonatorju mikro obroča. Dokazali so, da mikro obroč resonator deluje v močnem stanju sklopke. Naprava lahko doseže fazno modulacijo z minimalno izgubo. V primerjavi z navadnimi faznimi modulatorji valovoda ima naprava vsaj zmanjšanje velikosti prostora in porabe energije. Povezana vsebina je bila objavljena v Nature Photonics.
Michal Lipson, vodilni strokovnjak na področju integrirane fotonike, ki temelji na silicijevem nitridu, je dejal: "Ključ do naše predlagane rešitve je uporaba optičnega resonatorja in delovati v tako imenovanem močnem stanju sklopke."
Optični resonator je zelo simetrična struktura, ki lahko pretvori majhno spremembo indeksa loma v fazno spremembo skozi več ciklov svetlobnih žarkov. Na splošno ga lahko razdelimo na tri različna delovna stanja: "pod sklopkom" in "pod sklopkom." Kritična sklopka "in" Močna spajanje. " Med njimi lahko "pod spajanjem" zagotovi le omejeno fazno modulacijo in bo uvedel nepotrebne spremembe amplitude, "kritična spajanje" pa bo povzročila znatno optično izgubo in s tem vplivala na dejansko delovanje naprave.
Da bi dosegli popolno 2π fazno modulacijo in minimalno spremembo amplitude, je raziskovalna skupina manipulirala z mikropiranjem v stanju "močnega sklopka". Moč spojanja med mikroriranjem in "avtobusom" je vsaj desetkrat višja od izgube mikroring. Po nizu modelov in optimizacije je končna struktura prikazana na spodnji sliki. To je resonančni obroč s koničasto širino. Ozki valovodni del izboljša trdnost optične sklopke med "avtobusom" in mikro tulijem. Širok valovodni del je izguba svetlobe mikroring zmanjšana z zmanjšanjem optičnega razprševanja bočne stene.
Heqing Huang, prvi avtor prispevka, je dejal tudi: "Zasnovali smo miniaturni, varčen z energijo in izjemno nizko izgubo vidne svetlobne faze s polmerom samo 5 μm in π-fazno porabo modulacije le 0,8 mW. Uvedena variacija amplitude je manjša od 10%. Redkeje je, da je ta modulator enako učinkovit za najtežje modre in zelene pasove v vidnem spektru. "
Nanfang Yu je tudi poudaril, da čeprav še zdaleč niso dosegli stopnje integracije elektronskih izdelkov, je njihovo delo močno zožilo vrzel med fotonskimi stikali in elektronskimi stikali. "Če je prejšnja tehnologija modulatorja le omogočila integracijo 100 faznih modulatorjev valovoda, ki so dali določen odtis čipa in proračun za moč, potem lahko zdaj integriramo 10.000 faznih premikov na isti čip, da dosežemo bolj zapleteno funkcijo."
Skratka, ta način oblikovanja lahko uporabimo za elektro-optične modulatorje, da se zmanjša poraba zasedenega prostora in napetosti. Uporablja se lahko tudi v drugih spektralnih območjih in drugih različnih resonatorskih modelih. Trenutno raziskovalna skupina sodeluje, da bi pokazala vidni spekter Lidar, sestavljen iz nizov faznih premikanja, ki temelji na takšnih mikroringih. V prihodnosti ga je mogoče uporabiti tudi za številne aplikacije, kot so izboljšana optična nelinearnost, novi laserji in nova kvantna optika.
Vir članka: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Peking Rofea Optoelectronics Co., Ltd., ki se nahaja v Kitajski "Silicijevi dolini"-Peking Zhongguancun, je visokotehnološko podjetje, namenjeno služenju domačim in tujim raziskovalnim ustanovam, raziskovalnemu raziskovalnemu raziskovalnemu raziskovalnemu osebju. Naše podjetje se ukvarja predvsem z neodvisnimi raziskavami in razvojem, oblikovanjem, proizvodnjo, prodajo optoelektronskih izdelkov in ponuja inovativne rešitve in profesionalne, prilagojene storitve za znanstvene raziskovalce in industrijske inženirje. Po letih neodvisnih inovacij je oblikoval bogato in popolno vrsto fotoelektričnih izdelkov, ki se pogosto uporabljajo v občinskih, vojaških, prevozu, električni energiji, financah, izobraževanju, medicinskih in drugih panogah.
Veselimo se sodelovanja z vami!
Čas objave: Mar-29-2023