В последние годы исследователи из разных стран использовали интегрированную фотонику, чтобы последовательно реализовать манипуляции с инфракрасными световыми волнами и применяют их к высокоскоростным сетям 5G, датчикам чипов и автономным транспортным средствам. В настоящее время, благодаря непрерывному углублению этого направления исследования, исследователи начали выполнять углубленное обнаружение более коротких видимых световых полос и развивают более обширные применения, такие как лидар на уровне чипов, AR/VR/MR (усиленные/виртуальные/гибридные) стаканы, голографические показатели, квантовые чипы, оптогенетические исследования, имплангированные в мозг и т. Д.
Крупномасштабная интеграция оптических фазовых модуляторов является ядром оптической подсистемы для оптической маршрутизации на типах и формирования волнового фронта свободного пространства. Эти две основные функции необходимы для реализации различных применений. Однако для модуляторов оптической фазы в диапазоне видимых световых световых изделий особенно сложно удовлетворить требования высокого коэффициента и высокую модуляцию одновременно. Чтобы удовлетворить это требование, даже наиболее подходящие материалы нитрида кремния и лития ниобата должны увеличить объем и энергопотребление.
Чтобы решить эту проблему, Михал Липсон и Нанфанг Ю из Колумбийского университета разработали термооптическую фазовую модуляцию нитрида кремния на основе резонатора с адиабатическим микропингом. Они доказали, что резонатор микро-рин работает в сильном состоянии связи. Устройство может достичь фазовой модуляции с минимальными потерями. По сравнению с обычными модуляторами волновой фазы, устройство имеет как минимум на порядок снижения пространства и энергопотребления. Соответствующий контент был опубликован в Nature Photonics.
Михал Липсон, ведущий эксперт в области интегрированной фотоники, основанный на нитриде кремния, сказал: «Ключ к предлагаемому решению-использовать оптический резонатор и работать в так называемом сильном состоянии связи».
Оптический резонатор представляет собой очень симметричную структуру, которая может преобразовать небольшое изменение показателя преломления в фазовое изменение через несколько циклов световых пучков. Как правило, его можно разделить на три различных рабочих состояния: «под связью» и «под связью». Критическая связь »и« сильная связь ». Среди них «при связи» может обеспечить только ограниченную фазовую модуляцию и внести ненужные изменения амплитуды, а «критическая связь» вызовет существенные оптические потери, тем самым влияя на фактическую производительность устройства.
Для достижения полной 2π -фазовой модуляции и минимального изменения амплитуды исследовательская группа манипулировала микроризом в состоянии «сильной связи». Сила связи между микроэнергией и «шиной» по меньшей мере в десять раз выше потери микроэлемента. После серии конструкций и оптимизации окончательная структура показана на рисунке ниже. Это резонансное кольцо с конической шириной. Узкая часть волновода улучшает прочность на оптическую связь между «шиной» и микро-катушкой. Широкая волновода -часть. Потеря света микроэлемента уменьшается за счет уменьшения оптического рассеяния боковой стенки.
Heqing Huang, первый автор статьи, также сказал: «Мы разработали миниатюрный, энергосберегающий и чрезвычайно низкий модулятор видимой световой фазы с радиусом всего 5 мкм и πфазной модуляционной энергией всего 0,8 МВт. Введенное изменение амплитуды составляет менее 10%. Что реже, так это то, что этот модулятор одинаково эффективен для самых сложных синих и зеленых полос в видимом спектре ».
Нанфанг Ю также отметил, что, хотя они далеки от достижения уровня интеграции электронных продуктов, их работа резко сузила зазор между фотонными переключателями и электронными переключателями. «Если предыдущая технология модулятора только позволила интеграции 100 модуляторов фазы волновода, учитывая определенную площадь чипа и бюджет мощности, то теперь мы можем интегрировать 10 000 фазовых переключателей в тот же чип, чтобы достичь более сложной функции».
Короче говоря, этот метод проектирования может быть применен к электрооптическим модуляторам, чтобы уменьшить занятое пространство и потребление напряжения. Его также можно использовать в других спектральных диапазонах и других различных резонаторных конструкциях. В настоящее время исследовательская группа сотрудничает, чтобы продемонстрировать видимый спектр лидар, состоящий из массивов фазовых переключений на основе таких микроронов. В будущем он также может применяться ко многим приложениям, таким как улучшенная оптическая нелинейность, новые лазеры и новая квантовая оптика.
Источник статьи: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Пекин Rofea Optoelectronics Co., Ltd., расположенная в «Силиконовой долине» Китая-Пекин Чжунгуанкан, является высокотехнологичным предприятием, посвященным обслуживанию домашних и иностранных исследовательских институтов, исследовательских институтов, университетов и персонала научных исследований предприятия. Наша компания в основном занимается независимыми исследованиями и разработками, проектированием, производством, продажами оптоэлектронных продуктов и предоставляет инновационные решения и профессиональные, персонализированные услуги для научных исследователей и инженеров -промышленных. После многих лет независимых инноваций он сформировал богатую и идеальную серию фотоэлектрических продуктов, которые широко используются в муниципальных, военных, транспортных, электроэнергетических энергетике, финансах, образовании, медицинских и других отраслях.
Мы с нетерпением ждем сотрудничества с вами!
Пост времени: 29-2023 марта