Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwilwyr o wahanol wledydd wedi defnyddio ffotoneg integredig i wireddu trin tonnau golau is-goch yn olynol a'u cymhwyso i rwydweithiau 5G cyflym, synwyryddion sglodion, a cherbydau ymreolaethol. Ar hyn o bryd, gyda dyfnhau parhaus y cyfeiriad ymchwil hwn, mae ymchwilwyr wedi dechrau cynnal bandiau golau gweladwy byrrach yn fanwl a datblygu cymwysiadau mwy helaeth, megis gwydrau LiDAR ar lefel sglodion, AR/VR/MR (Gwell/Rhith-rithwir/Hybrid) Glassenet Protesau.
Integreiddiad ar raddfa fawr modwleiddwyr cyfnod optegol yw craidd yr is-system optegol ar gyfer llwybro optegol ar sglodion a siapio blaen tonnau gofod rhydd. Mae'r ddwy swyddogaeth hon yn hanfodol ar gyfer gwireddu cymwysiadau amrywiol. Fodd bynnag, ar gyfer modwleiddwyr cyfnod optegol yn yr ystod golau gweladwy, mae'n arbennig o heriol cwrdd â gofynion trawsyriant uchel a modiwleiddio uchel ar yr un pryd. Er mwyn cwrdd â'r gofyniad hwn, mae angen i hyd yn oed y deunyddiau silicon nitrid a lithiwm niobate mwyaf addas gynyddu'r cyfaint a'r defnydd o bŵer.
I ddatrys y broblem hon, dyluniodd Michal Lipson a Nanfang Yu o Brifysgol Columbia fodulator cyfnod thermo-optig silicon nitride yn seiliedig ar y cyseinydd micro-fodrwy adiabatig. Fe wnaethant brofi bod y cyseinydd micro-gylch yn gweithredu mewn cyflwr cyplu cryf. Gall y ddyfais gyflawni modiwleiddio cyfnod heb lawer o golled. O'i gymharu â modwleiddwyr cyfnod tonnau tonnau cyffredin, mae gan y ddyfais o leiaf drefn maint maint yn y defnydd o ofod a phwer. Cyhoeddwyd y cynnwys cysylltiedig yn Nature Photonics.
Dywedodd Michal Lipson, arbenigwr blaenllaw ym maes ffotoneg integredig, yn seiliedig ar silicon nitride: “Yr allwedd i’n datrysiad arfaethedig yw defnyddio cyseinydd optegol a gweithredu mewn gwladwriaeth gyplu gref fel y’i gelwir.”
Mae'r cyseinydd optegol yn strwythur cymesur iawn, a all drosi newid mynegai plygiannol bach yn newid cyfnod trwy gylchoedd lluosog o drawstiau ysgafn. Yn gyffredinol, gellir ei rannu'n dair talaith waith wahanol: “o dan gyplu” ac “o dan gyplu.” Cyplu Beirniadol ”a“ Cyplu Cryf. ” Yn eu plith, dim ond modiwleiddio cam cyfyngedig y gall “o dan gyplu” ei ddarparu a bydd yn cyflwyno newidiadau osgled diangen, a bydd “cyplu beirniadol” yn achosi colled optegol sylweddol, a thrwy hynny effeithio ar berfformiad gwirioneddol y ddyfais.
Er mwyn cyflawni modiwleiddio cyfnod 2π cyflawn a lleiafswm o newid osgled, fe wnaeth y tîm ymchwil drin y microrio mewn cyflwr “cyplu cryf”. Mae'r cryfder cyplu rhwng y microrio a'r “bws” o leiaf ddeg gwaith yn uwch na cholli'r microrio. Ar ôl cyfres o ddyluniadau ac optimeiddio, dangosir y strwythur terfynol yn y ffigur isod. Mae hon yn fodrwy soniarus gyda lled taprog. Mae'r rhan tonnau cul yn gwella'r cryfder cyplu optegol rhwng y “bws” a'r micro-coil. Y rhan tonnau llydan Mae colli golau'r microrio yn cael ei leihau trwy leihau gwasgariad optegol y sidewall.
Dywedodd Heqing Huang, awdur cyntaf y papur hefyd: “Rydym wedi cynllunio modulator cyfnod golau gweladwy bach, arbed ynni, a cholled isel iawn gyda radiws o ddim ond 5 μm a defnydd pŵer modiwleiddio cyfnod π o ddim ond 0.8 MW. Mae'r amrywiad osgled a gyflwynwyd yn llai na 10%. Yr hyn sy'n brinnach yw bod y modulator hwn yr un mor effeithiol ar gyfer y bandiau glas a gwyrdd anoddaf yn y sbectrwm gweladwy. ”
Tynnodd Nanfang Yu sylw hefyd, er eu bod ymhell o gyrraedd lefel integreiddio cynhyrchion electronig, mae eu gwaith wedi culhau'r bwlch yn ddramatig rhwng switshis ffotonig a switshis electronig. “Os mai dim ond integreiddio 100 modwleiddwyr cyfnod tonnau a ganiataodd y dechnoleg modulator flaenorol a roddwyd i ôl troed sglodion penodol a chyllideb pŵer, yna gallwn nawr integreiddio 10,000 o symudiadau cam ar yr un sglodyn i gyflawni swyddogaeth fwy cymhleth.”
Yn fyr, gellir cymhwyso'r dull dylunio hwn i fodwleiddwyr electro-optig i leihau'r gofod dan feddiant a'r defnydd o foltedd. Gellir ei ddefnyddio hefyd mewn ystodau sbectrol eraill a dyluniadau cyseinydd gwahanol eraill. Ar hyn o bryd, mae'r tîm ymchwil yn cydweithredu i ddangos y lidar sbectrwm gweladwy sy'n cynnwys araeau symud cyfnod yn seiliedig ar ficrorings o'r fath. Yn y dyfodol, gellir ei gymhwyso hefyd i lawer o gymwysiadau fel gwell anlinoledd optegol, laserau newydd, ac opteg cwantwm newydd.
Erthygl Ffynhonnell: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Mae Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. sydd wedi'i leoli yn “Silicon Valley” Tsieina-Beijing Zhongguancun, yn fenter uwch-dechnoleg sy'n ymroddedig i wasanaethu sefydliadau ymchwil domestig a thramor, sefydliadau ymchwil, prifysgolion a phersonél ymchwil gwyddonol menter. Mae ein cwmni yn ymwneud yn bennaf â ymchwil a datblygu, dylunio, gweithgynhyrchu, gwerthu cynhyrchion optoelectroneg, ac mae'n darparu atebion arloesol a gwasanaethau proffesiynol, wedi'u personoli i ymchwilwyr gwyddonol a pheirianwyr diwydiannol. Ar ôl blynyddoedd o arloesi annibynnol, mae wedi ffurfio cyfres gyfoethog a pherffaith o gynhyrchion ffotodrydanol, a ddefnyddir yn helaeth mewn diwydiannau trefol, milwrol, cludiant, pŵer trydan, cyllid, addysg, meddygol a diwydiannau eraill.
Rydym yn edrych ymlaen at gydweithrediad â chi!
Amser Post: Mawrth-29-2023