Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwilwyr o wahanol wledydd wedi defnyddio ffotoneg integredig i sylweddoli'n olynol drin tonnau golau isgoch a'u cymhwyso i rwydweithiau 5G cyflym, synwyryddion sglodion, a cherbydau ymreolaethol.Ar hyn o bryd, gyda dyfnhau'r cyfeiriad ymchwil hwn yn barhaus, mae ymchwilwyr wedi dechrau canfod bandiau golau gweladwy byrrach yn fanwl a datblygu cymwysiadau mwy helaeth, megis LIDAR lefel sglodion, AR/VR/MR (gwell/rhithwir/ hybrid) Realiti) Sbectol, arddangosfeydd holograffig, sglodion prosesu cwantwm, stilwyr optogenetig wedi'u mewnblannu yn yr ymennydd, ac ati.
Integreiddio modulatyddion cam optegol ar raddfa fawr yw craidd yr is-system optegol ar gyfer llwybro optegol ar sglodion a siapio blaen tonnau gofod rhydd.Mae'r ddwy swyddogaeth sylfaenol hyn yn hanfodol ar gyfer gwireddu cymwysiadau amrywiol.Fodd bynnag, ar gyfer modulators 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 bodloni'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.
Er mwyn datrys y broblem hon, dyluniodd Michal Lipson a Nanfang Yu o Brifysgol Columbia modulator cyfnod thermo-optig nitrid silicon yn seiliedig ar y cyseinydd micro-gylch adiabatig.Fe wnaethant brofi bod y cyseinydd micro-gylch yn gweithredu mewn cyflwr cyplu cryf.Gall y ddyfais gyflawni modiwleiddio cyfnod heb fawr o golled.O'i gymharu â modiwleiddwyr cyfnod waveguide cyffredin, mae gan y ddyfais o leiaf ostyngiad mewn maint yn y defnydd o le a phŵer.Mae'r cynnwys cysylltiedig wedi'i gyhoeddi yn Nature Photonics.
Dywedodd Michal Lipson, arbenigwr blaenllaw ym maes ffotoneg integredig, yn seiliedig ar nitrid silicon: “Yr allwedd i’n datrysiad arfaethedig yw defnyddio cyseinydd optegol a gweithredu mewn cyflwr cyplu cryf 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 golau.Yn gyffredinol, gellir ei rannu'n dri chyflwr gwaith gwahanol: "dan gyplu" a "dan gyplu."Cyplu critigol” a “cyplu cryf.”Yn eu plith, dim ond modiwleiddio cyfnod cyfyngedig y gall “dan gyplu” ei ddarparu a bydd yn cyflwyno newidiadau osgled diangen, a bydd “cyplu critigol” yn achosi colled optegol sylweddol, gan effeithio ar berfformiad gwirioneddol y ddyfais.
Er mwyn cyflawni modiwleiddio cam 2π cyflawn ac ychydig iawn o newid osgled, gwnaeth y tîm ymchwil drin y microring mewn cyflwr “cyplu cryf”.Mae'r cryfder cyplu rhwng y microring a'r “bws” o leiaf ddeg gwaith yn uwch na cholli'r microring.Ar ôl cyfres o ddyluniadau ac optimeiddio, dangosir y strwythur terfynol yn y ffigur isod.Mae hon yn gylch soniarus gyda lled taprog.Mae'r rhan canllaw tonnau cul yn gwella'r cryfder cyplu optegol rhwng y “bws” a'r micro-coil.Y rhan waveguide eang Mae colled golau y microring yn cael ei leihau trwy leihau gwasgariad optegol y wal ochr.
Dywedodd Heqing Huang, awdur cyntaf y papur hefyd: “Rydym wedi dylunio modulator cyfnod golau gweladwy bychan, 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 lleihau'r bwlch rhwng switshis ffotonig a switshis electronig yn ddramatig.“Pe bai’r dechnoleg fodiwleiddiwr flaenorol ond yn caniatáu integreiddio 100 o fodylwyr cyfnod canllaw tonnau o ystyried ôl troed sglodion penodol a chyllideb pŵer, yna gallwn nawr integreiddio 10,000 o symudwyr cam ar yr un sglodyn i gyflawni Swyddogaeth fwy cymhleth.”
Yn fyr, gellir cymhwyso'r dull dylunio hwn i fodylwyr electro-optig i leihau'r gofod a feddiannir a'r defnydd o foltedd.Gellir ei ddefnyddio hefyd mewn ystodau sbectrol eraill a dyluniadau cyseinyddion gwahanol eraill.Ar hyn o bryd, mae'r tîm ymchwil yn cydweithredu i ddangos y sbectrwm gweladwy LIDAR sy'n cynnwys araeau symud cam yn seiliedig ar feicrogylchau o'r fath.Yn y dyfodol, gellir ei gymhwyso hefyd i lawer o gymwysiadau megis aflinoledd optegol gwell, laserau newydd, ac opteg cwantwm newydd.
Ffynhonnell yr erthygl: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Mae Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. sydd wedi'i lleoli 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 wyddonol menter.Mae ein cwmni'n ymwneud yn bennaf ag ymchwil a datblygu annibynnol, dylunio, gweithgynhyrchu, gwerthu cynhyrchion optoelectroneg, ac mae'n darparu atebion arloesol a gwasanaethau proffesiynol, personol ar gyfer 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 gydweithio â chi!
Amser post: Maw-29-2023