ბოლო წლების განმავლობაში, სხვადასხვა ქვეყნის მკვლევარებმა გამოიყენეს ინტეგრირებული ფოტონიკა, რომ თანმიმდევრულად გააცნობიერონ ინფრაწითელი მსუბუქი ტალღების მანიპულირება და გამოიყენონ ისინი მაღალსიჩქარიანი 5G ქსელებში, ჩიპების სენსორებსა და ავტონომიურ მანქანებზე. ამჟამად, ამ კვლევის მიმართულების უწყვეტი გაღრმავებით, მკვლევარებმა დაიწყეს მოკლე ხილული მსუბუქი ზოლების სიღრმისეული გამოვლენა და უფრო ვრცელი პროგრამების შემუშავება, მაგალითად, ჩიპ-დონის ლიდარი, AR/VR/MR (გაძლიერებული/ვირტუალური/ჰიბრიდული) რეალობა) სათვალეები, ჰოლოგრაფიული ეკრანები, კვანტური დამუშავების ჩიპები, ოპტოგენეტიკური გამოძიება.
ოპტიკური ფაზის მოდულატორების ფართომასშტაბიანი ინტეგრაცია არის ოპტიკური ქვესისტემის ბირთვი ჩიპური ოპტიკური მარშრუტიზაციისა და თავისუფალი სივრცის ტალღის ფორმის ფორმირებისთვის. ეს ორი Prima Ry ფუნქციები აუცილებელია სხვადასხვა პროგრამების რეალიზაციისთვის. ამასთან, ხილული ფაზის მოდულატორებისთვის თვალსაჩინო შუქის დიაპაზონში, განსაკუთრებით რთულია ერთდროულად მაღალი გადაცემისა და მაღალი მოდულაციის მოთხოვნების შესრულება. ამ მოთხოვნის დასაკმაყოფილებლად, ყველაზე შესაფერისი სილიკონის ნიტრიდი და ლითიუმის ნიობატის მასალებიც კი უნდა გაზარდონ მოცულობა და ენერგიის მოხმარება.
ამ პრობლემის გადასაჭრელად, მიქალ ლიპსონმა და კოლუმბიის უნივერსიტეტის ნანფანგ იუმა შეიმუშავეს სილიკონის ნიტრიდის თერმო-ოპტიკური ფაზის მოდულატორი, რომელიც დაფუძნებულია ადიაბეტური მიკრო რგოლის რეზონატორის საფუძველზე. მათ დაადასტურეს, რომ მიკრო რგოლის რეზონატორი მოქმედებს ძლიერი დაწყვილების მდგომარეობაში. მოწყობილობას შეუძლია მიაღწიოს ფაზის მოდულაციას მინიმალური ზარალით. შედარებით ჩვეულებრივი ტალღის ფაზის მოდულატორებთან შედარებით, მოწყობილობას აქვს მინიმუმ მასშტაბის შემცირება სივრცეში და ენერგიის მოხმარება. დაკავშირებული შინაარსი გამოქვეყნდა Nature Photonics– ში.
მიქალ ლიპსონი, ინტეგრირებული ფოტონიკის დარგის წამყვანი ექსპერტი, სილიკონის ნიტრიდის საფუძველზე, ამბობს: ”ჩვენი შემოთავაზებული გადაწყვეტის გასაღები არის ოპტიკური რეზონატორის გამოყენება და ე.წ. ძლიერი დაწყვილების მდგომარეობაში მოქმედება.”
ოპტიკური რეზონატორი არის უაღრესად სიმეტრიული სტრუქტურა, რომელსაც შეუძლია მცირე რეფრაქციული ინდექსის შეცვლა ფაზის ცვლილებაში გადააქციოს მსუბუქი სხივების მრავალჯერადი ციკლის მეშვეობით. საერთოდ, ის შეიძლება დაიყოს სამ სხვადასხვა სამუშაო მდგომარეობაში: ”დაწყვილების ქვეშ” და ”დაწყვილების ქვეშ”. კრიტიკული დაწყვილება ”და” ძლიერი დაწყვილება ”. მათ შორის, ”დაწყვილების ქვეშ” შეიძლება მხოლოდ შეზღუდული ფაზის მოდულაცია უზრუნველყოს და შემოიღოს ზედმეტი ამპლიტუდის ცვლილებები, ხოლო ”კრიტიკული დაწყვილება” გამოიწვევს მნიშვნელოვან ოპტიკურ ზარალს, რითაც გავლენას ახდენს მოწყობილობის ფაქტობრივ შესრულებაზე.
სრული 2π ფაზის მოდულაციისა და მინიმალური ამპლიტუდის შეცვლის მისაღწევად, კვლევის ჯგუფმა მანიპულირება მოახდინა მიკრორილიზაცია "ძლიერი დაწყვილების" მდგომარეობაში. მიკრორა და "ავტობუსს" შორის დაწყვილების ძალა მინიმუმ ათჯერ მეტია, ვიდრე მიკრორინგის დაკარგვა. დიზაინის და ოპტიმიზაციის სერიის შემდეგ, საბოლოო სტრუქტურა ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში. ეს არის რეზონანსული რგოლი, რომელსაც აქვს დახრილი სიგანე. ვიწრო ტალღის ნაწილი აუმჯობესებს ოპტიკური დაწყვილების ძალას "ავტობუსს" და მიკრო-კოჭს შორის. ფართო ტალღის ნაწილი მიკრორინგის მსუბუქი დაკარგვა მცირდება ტროტუარის ოპტიკური გაფანტვის შემცირებით.
ჰეკინგ ჰუანგმა, ნაშრომის პირველმა ავტორმა, ასევე თქვა: ”ჩვენ შევიმუშავეთ მინიატურული, ენერგიის დაზოგვა და ძალიან დაბალი დაკარგვის მსუბუქი ფაზის მოდულატორი, რომლის რადიუსია მხოლოდ 5 μM და π- ფაზის მოდულაციის ენერგიის მოხმარება მხოლოდ 0.8 მგვტ. დანერგილი ამპლიტუდის ცვალებადობა 10%-ზე ნაკლებია. იშვიათია ის, რომ ეს მოდულატორი თანაბრად ეფექტურია ყველაზე რთული ლურჯი და მწვანე ზოლებისთვის თვალსაჩინო სპექტრში. ”
ნანფანგ იუ ასევე აღნიშნა, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ისინი შორს არ არიან ელექტრონული პროდუქტების ინტეგრაციის დონის მიღწევაში, მათმა საქმიანობამ მკვეთრად შეამცირა ფოტონურ კონცენტრატორებსა და ელექტრონულ კონცენტრატორებს შორის უფსკრული. ”თუ წინა მოდულატორის ტექნოლოგიამ მხოლოდ ტალღის ფაზის მოდულატორების ინტეგრაცია დაუშვა ჩიპის გარკვეული ნაკვალევი და ენერგიის ბიუჯეტი, მაშინ ახლა ჩვენ შეგვიძლია ინტეგრირება 10,000 ფაზის ცვლაზე იმავე ჩიპზე, რათა უფრო რთული ფუნქციის მისაღწევად.”
მოკლედ რომ ვთქვათ, ამ დიზაინის მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტრო-ოპტიკურ მოდულატორებზე, რათა შეამცირონ ოკუპირებული სივრცე და ძაბვის მოხმარება. იგი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვა სპექტრული დიაპაზონებში და სხვა სხვადასხვა რეზონატორის დიზაინში. დღეისათვის, კვლევითი ჯგუფი თანამშრომლობს, რომ აჩვენოს თვალსაჩინო სპექტრის LIDAR, რომელიც შედგება ფაზის ცვლის მასივებისგან, ამგვარი მიკორორირების საფუძველზე. მომავალში, იგი ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალ აპლიკაციაში, როგორიცაა გაძლიერებული ოპტიკური არაწრფივი, ახალი ლაზერები და ახალი კვანტური ოპტიკა.
სტატიის წყარო: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
პეკინის Rofea Optoelectronics Co., Ltd., რომელიც მდებარეობს ჩინეთის "Silicon Valley"-პეკინ ჟონგუანკუნში, არის მაღალტექნოლოგიური საწარმო, რომელიც ეძღვნება შიდა და საგარეო კვლევითი ინსტიტუტების, კვლევითი ინსტიტუტების, უნივერსიტეტების და საწარმოს სამეცნიერო კვლევითი პერსონალის მომსახურებას. ჩვენი კომპანია ძირითადად დაკავებულია დამოუკიდებელი კვლევებითა და განვითარებით, დიზაინით, წარმოებაში, ოპტოელექტრონული პროდუქტების გაყიდვებით და გთავაზობთ ინოვაციურ გადაწყვეტილებებს და პროფესიონალურ, პერსონალიზებულ მომსახურებას სამეცნიერო მკვლევარებისა და სამრეწველო ინჟინრებისთვის. წლების განმავლობაში დამოუკიდებელი ინოვაციების შემდეგ, მან ჩამოაყალიბა ფოტოელექტრული პროდუქტების მდიდარი და სრულყოფილი სერია, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება მუნიციპალურ, სამხედრო, ტრანსპორტირების, ელექტროენერგიის, ფინანსების, განათლების, სამედიცინო და სხვა ინდუსტრიებში.
ჩვენ ველოდებით თქვენთან თანამშრომლობას!
პოსტის დრო: მარ -29-2023