En la lastaj jaroj, esploristoj el diversaj landoj uzis integran fotonikon por sinsekve realigi la manipuladon de infraruĝaj lumaj ondoj kaj apliki ilin al altrapidaj 5G-retoj, pecetaj sensiloj kaj aŭtonomaj veturiloj.Nuntempe, kun la daŭra profundiĝo de ĉi tiu esplora direkto, esploristoj komencis profunde detekti pli mallongajn videblajn lumbandojn kaj evoluigi pli ampleksajn aplikojn, kiel blatnivela LIDAR, AR/VR/MR (plifortigita/virtuala/). hibrido) Realo) Okulvitroj, holografiaj ekranoj, kvantumaj prilaboraj blatoj, optogenetikaj sondiloj enplantitaj en la cerbo, ktp.
La grandskala integriĝo de optikaj fazmoduliloj estas la kerno de la optika subsistemo por sur-blata optika vojigo kaj liberspaca ondofronta formado.Ĉi tiuj du primaraj funkcioj estas esencaj por la realigo de diversaj aplikoj.Tamen, por optikaj fazaj moduliloj en la videbla lumo-gamo, estas aparte defie renkonti la postulojn de alta transmitance kaj alta modulado samtempe.Por plenumi ĉi tiun postulon, eĉ la plej taŭgaj materialoj de silicia nitruro kaj litio niobato bezonas pliigi la volumon kaj energikonsumon.
Por solvi ĉi tiun problemon, Michal Lipson kaj Nanfang Yu de Universitato Kolumbio dizajnis silicinitrudan termo-optikan fazmodulilon bazitan sur la adiabata mikro-ringa resonatoro.Ili pruvis, ke la mikroringa resonatoro funkcias en forta kunliga stato.La aparato povas atingi fazan moduladon kun minimuma perdo.Kompare kun ordinaraj ondgvidfazmoduliloj, la aparato havas almenaŭ grandordon redukton en spaco kaj elektrokonsumo.La rilata enhavo estis publikigita en Nature Photonics.
Michal Lipson, plej elstara fakulo en la kampo de integra fotoniko, bazita sur silicia nitruro, diris: "La ŝlosilo de nia proponita solvo estas uzi optikan resonatoron kaj funkcii en tiel nomata forta kunliga stato."
La optika resonator estas tre simetria strukturo, kiu povas konverti malgrandan refraktan indeksŝanĝon en fazŝanĝon tra multoblaj cikloj de lumradioj.Ĝenerale, ĝi povas esti dividita en tri malsamajn laborstatojn: "sub kunligo" kaj "sub kunligo".Kritika kuplado" kaj "forta kuplado".Inter ili, "sub kuplado" povas nur disponigi limigitan fazmoduladon kaj enkondukos nenecesajn amplitudajn ŝanĝojn, kaj "kritika kuplado" kaŭzos grandan optikan perdon, tiel influante la realan agadon de la aparato.
Por atingi kompletan 2π-fazan moduladon kaj minimuman amplitudŝanĝon, la esplorteamo manipulis la mikroringon en "forta kunliga" ŝtato.La kunliga forto inter la mikroringo kaj la "buso" estas almenaŭ dekoble pli alta ol la perdo de la mikroringo.Post serio de dezajnoj kaj optimumigo, la fina strukturo estas montrita en la figuro malsupre.Ĉi tio estas resonanca ringo kun mallarĝa larĝo.La mallarĝa ondgvidparto plibonigas la optikan kunligan forton inter la "buso" kaj la mikro-bobeno.La larĝa ondgvidparto La lumperdo de la mikroringo estas reduktita reduktante la optikan disvastiĝon de la flankmuro.
Heqing Huang, la unua verkinto de la artikolo, ankaŭ diris: "Ni desegnis miniaturan, energiŝparan, kaj ekstreme malalt-perdan videblan luman fazmodulilon kun radiuso de nur 5 μm kaj π-faza modula elektrokonsumo de nur 0,8 mW.La enkondukita amplitudvario estas malpli ol 10%.Kio estas pli malofta estas, ke ĉi tiu modulilo estas same efika por la plej malfacilaj bluaj kaj verdaj bandoj en la videbla spektro."
Nanfang Yu ankaŭ atentigis, ke kvankam ili estas malproksime atingi la nivelon de integriĝo de elektronikaj produktoj, ilia laboro draste malvastigis la interspacon inter fotonaj ŝaltiloj kaj elektronikaj ŝaltiloj."Se la antaŭa modulatorteknologio nur permesis la integriĝon de 100 ondgvidfazaj moduliloj donitaj certan pecetsignon kaj potencan buĝeton, tiam ni nun povas integri 10,000 fazŝanĝilojn sur la sama blato por atingi pli kompleksan Funkcion."
Mallonge, ĉi tiu dezajna metodo povas esti aplikata al elektro-optikaj moduliloj por redukti la okupatan spacon kaj tensiokonsumon.Ĝi ankaŭ povas esti uzita en aliaj spektraj intervaloj kaj aliaj malsamaj resonatordezajnoj.Nuntempe, la esplorteamo kunlaboras por pruvi la videblan spektron LIDAR kunmetitan de fazŝanĝaj tabeloj bazitaj sur tiaj mikroringoj.En la estonteco, ĝi ankaŭ povas esti aplikita al multaj aplikoj kiel ekzemple plifortigita optika nelineareco, novaj laseroj, kaj nova kvantuma optiko.
Artikolofonto: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. situanta en la "Silicon Valley" de Ĉinio – Beijing Zhongguancun, estas altteknologia entrepreno dediĉita al servado enlandaj kaj eksterlandaj esplorinstitucioj, esplorinstitutoj, universitatoj kaj entreprena scienca esplorpersonaro.Nia kompanio ĉefe okupiĝas pri sendependa esplorado kaj disvolviĝo, dezajno, fabrikado, vendo de optoelektronikaj produktoj, kaj provizas novigajn solvojn kaj profesiajn, personigitajn servojn por sciencaj esploristoj kaj industriaj inĝenieroj.Post jaroj da sendependa novigo, ĝi formis riĉan kaj perfektan serion de fotoelektraj produktoj, kiuj estas vaste uzataj en urbaj, armeaj, transportado, elektra energio, financo, edukado, medicina kaj aliaj industrioj.
Ni antaŭĝojas kunlaboron kun vi!
Afiŝtempo: Mar-29-2023