Сүүлийн жилүүдэд янз бүрийн орны судлаачид хэт улаан туяаны гэрлийн долгионыг удирдаж, өндөр хурдны 5G сүлжээ, чип мэдрэгч, бие даасан тээврийн хэрэгсэлд ашиглахын тулд нэгдсэн фотоникийг ашиглаж байна.Одоогийн байдлаар энэхүү судалгааны чиглэлийг тасралтгүй гүнзгийрүүлснээр судлаачид харагдахуйц гэрлийн богино зурвасыг гүнзгийрүүлэн илрүүлж, чип түвшний LIDAR, AR/VR/MR (сайжруулсан/виртуал/ гэх мэт илүү өргөн хүрээтэй хэрэглээг боловсруулж эхлээд байна. эрлийз) Бодит байдал) Нүдний шил, голограф дэлгэц, квант боловсруулах чип, тархинд суулгасан оптогенетик датчик гэх мэт.
Оптик фазын модуляторуудын өргөн цар хүрээтэй интеграци нь чип дээрх оптик чиглүүлэлт болон чөлөөт орон зайн долгионы фронтыг хэлбэржүүлэх оптик дэд системийн гол цөм юм.Эдгээр хоёр үндсэн функц нь янз бүрийн хэрэглээг хэрэгжүүлэхэд зайлшгүй шаардлагатай.Гэсэн хэдий ч харагдах гэрлийн муж дахь оптик фазын модуляторуудын хувьд өндөр дамжуулалт, өндөр модуляцын шаардлагыг нэгэн зэрэг хангах нь ялангуяа хэцүү байдаг.Энэ шаардлагыг хангахын тулд хамгийн тохиромжтой цахиурын нитрид, литийн ниобат материалууд хүртэл эзлэхүүн, эрчим хүчний хэрэглээг нэмэгдүүлэх шаардлагатай.
Энэ асуудлыг шийдэхийн тулд Колумбын их сургуулийн Михал Липсон, Нанфан Ю нар адиабат микро цагираган резонатор дээр суурилсан цахиурын нитридын термооптик фазын модулятор зохион бүтээжээ.Тэд бичил цагирагны резонатор нь хүчтэй холболтын төлөвт ажилладаг болохыг нотолсон.Төхөөрөмж нь хамгийн бага алдагдалтайгаар фазын модуляцийг хийж чадна.Энгийн долгион хөтлүүрийн фазын модуляторуудтай харьцуулахад төхөөрөмж нь орон зай, эрчим хүчний хэрэглээг багасгах дараалалтай байдаг.Холбогдох агуулгыг Nature Photonics-д нийтэлсэн.
Цахиурын нитрид дээр суурилсан нэгдсэн фотоникийн салбарын тэргүүлэгч мэргэжилтэн Михал Липсон хэлэхдээ: "Бидний санал болгож буй шийдлийн гол түлхүүр нь оптик резонаторыг ашиглах, хүчирхэг холболт гэж нэрлэгддэг төлөвт ажиллах явдал юм."
Оптик резонатор нь өндөр тэгш хэмтэй бүтэц бөгөөд хугарлын илтгэгчийн жижиг өөрчлөлтийг гэрлийн цацрагийн олон циклээр фазын өөрчлөлт болгон хувиргаж чаддаг.Ерөнхийдөө үүнийг "холбох дор" болон "холбох дор" гэсэн гурван өөр ажлын төлөвт хувааж болно.Чухал холболт" ба "хүчтэй холболт".Тэдгээрийн дотроос "холбох" нь зөвхөн хязгаарлагдмал фазын модуляцийг хангах боломжтой бөгөөд далайцын шаардлагагүй өөрчлөлтийг оруулах бөгөөд "чухал холболт" нь оптикийн ихээхэн алдагдалд хүргэж, улмаар төхөөрөмжийн бодит гүйцэтгэлд нөлөөлнө.
2π фазын бүрэн модуляц болон далайцын хамгийн бага өөрчлөлтөд хүрэхийн тулд судалгааны баг микро цагирагыг "хүчтэй холболт" төлөвт удирдсан.Микро цагираг ба "автобус" хоорондын холболтын хүч нь микро цагирагны алдагдлаас дор хаяж арав дахин их байна.Хэд хэдэн загвар, оновчлолын дараа эцсийн бүтцийг доорх зурагт үзүүлэв.Энэ бол нарийссан өргөнтэй цуурайтсан цагираг юм.Нарийхан долгион хөтлүүрийн хэсэг нь "автобус" ба микро ороомгийн хоорондох оптик холболтын хүчийг сайжруулдаг.Өргөн долгионы хэсэг Хажуугийн оптик тархалтыг багасгах замаар микро цагирагийн гэрлийн алдагдлыг бууруулдаг.
Уг нийтлэлийн анхны зохиогч Хэчин Хуан мөн хэлэхдээ: "Бид ердөө 5 мкм радиустай, π фазын модуляцийн эрчим хүчний зарцуулалттай бяцхан, эрчим хүч хэмнэсэн, маш бага алдагдалтай харагдах гэрлийн фазын модулятор зохион бүтээсэн. 0.8 мВт.Оруулсан далайцын өөрчлөлт нь 10% -иас бага байна.Хамгийн ховор зүйл бол энэ модулятор нь харагдахуйц спектрийн хамгийн хэцүү хөх, ногоон зурвасуудад адилхан үр дүнтэй байдаг."
Нанфан Юй мөн онцлон тэмдэглэхдээ, хэдийгээр тэд цахим бүтээгдэхүүний интеграцчлалын түвшинд хүрэхээс хол байгаа ч тэдний ажил фотоник унтраалга болон электрон унтраалга хоорондын зайг эрс багасгасан."Хэрэв өмнөх модулятор технологи нь зөвхөн тодорхой чипийн хэмжээ, эрчим хүчний төсөвтэй 100 долгион хөтлүүрийн фазын модуляторыг нэгтгэхийг зөвшөөрдөг байсан бол одоо бид илүү төвөгтэй функцийг хэрэгжүүлэхийн тулд нэг чип дээр 10,000 фазын шилжүүлэгчийг нэгтгэх боломжтой."
Товчхондоо, энэ дизайны аргыг цахилгаан оптик модуляторуудад хэрэглэж, эзэлдэг зай, хүчдэлийн хэрэглээг багасгах боломжтой.Үүнийг бусад спектрийн мужид болон өөр өөр резонаторын загварт ашиглаж болно.Одоогийн байдлаар судалгааны баг ийм бичил цагираг дээр суурилсан фазын шилжилтийн массивуудаас бүрдэх LIDAR спектрийг харуулахаар хамтран ажиллаж байна.Ирээдүйд үүнийг сайжруулсан оптик шугаман бус байдал, шинэ лазер, шинэ квант оптик зэрэг олон хэрэглээнд ашиглах боломжтой.
Нийтлэлийн эх сурвалж:https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Бээжингийн Рофеа Оптоэлектроник ХХК нь Хятадын "Цахиурын хөндий"-Бээжин Жунгуанцүн хотод байрладаг бөгөөд дотоод, гадаадын эрдэм шинжилгээний байгууллага, эрдэм шинжилгээний хүрээлэн, их дээд сургууль, аж ахуйн нэгжийн шинжлэх ухааны судалгааны ажилтнуудад үйлчлэх өндөр технологийн аж ахуйн нэгж юм.Манай компани нь оптоэлектроник бүтээгдэхүүний бие даасан судалгаа, боловсруулалт, дизайн, үйлдвэрлэл, борлуулалтыг голчлон эрхэлдэг бөгөөд шинжлэх ухааны судлаачид, үйлдвэрлэлийн инженерүүдэд шинэлэг шийдэл, мэргэжлийн, хувийн үйлчилгээ үзүүлдэг.Олон жилийн бие даасан инновацийн үр дүнд хотын захиргаа, цэрэг, тээвэр, цахилгаан эрчим хүч, санхүү, боловсрол, анагаах ухаан болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг фотоэлектрик бүтээгдэхүүнүүдийн баялаг, төгс цувралыг бий болгосон.
Бид тантай хамтран ажиллахыг тэсэн ядан хүлээж байна!
Шуудангийн цаг: 2023 оны 3-р сарын 29-ний хооронд