Di salên dawî de, lêkolînerên ji welatên cûrbecûr fotonîkên entegre bikar anîne da ku bi hev re manîpulekirina pêlên ronahiya înfrared pêk bînin û wan li ser torên 5G yên bilez, sensorên çîpê û wesayîtên xweser bicîh bînin. Niha, bi kûrkirina berdewam a vê rêça lêkolînê, lêkolîneran dest bi tespîtkirina kûr a bendên ronahiya dîtbarî yên kurttir kirine û serîlêdanên berfirehtir pêşve xistine, wekî LIDAR-a asta çîpê, Çavikên Rastiya AR/VR/MR (pêşkeftî/vîrtûel/hîbrîd), dîmenderên holografîk, çîpên pêvajoya kûantûmê, sondajên optogenetîk ên ku di mêjî de têne çandin, û hwd.
Entegrasyona mezin a modulatorên qonaxa optîkî bingeha jêrpergala optîkî ye ji bo rêça optîkî ya li ser çîpê û şekildana pêşiya pêlê ya cîhê azad. Ev her du fonksiyonên sereke ji bo pêkanîna gelek serlêdanan girîng in. Lêbelê, ji bo modulatorên qonaxa optîkî di rêza ronahiya xuya de, bi taybetî dijwar e ku di heman demê de hewcedariyên veguhestina bilind û modûlasyona bilind bicîh bînin. Ji bo bicîhanîna vê hewcedariyê, tewra materyalên nîtrîd û lîtyûm nîobat ên silîkonê yên herî guncaw jî hewce ne ku qebare û xerckirina hêzê zêde bikin.
Ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê, Michal Lipson û Nanfang Yu yên Zanîngeha Columbia modulatorek qonaxa termo-optîk a nîtrîda silîkonê li ser bingeha rezonatora mîkro-halqeya adîabatîk sêwirand. Wan îspat kir ku rezonatora mîkro-halqeyê di rewşek girêdana bihêz de dixebite. Amûr dikare modûlasyona qonaxê bi windahiyên herî kêm bi dest bixe. Li gorî modulatorên qonaxa rêberên pêlan ên asayî, amûr di xerckirina cîh û hêzê de bi kêmanî kêmbûnek rêza mezinahî heye. Naveroka têkildar di Nature Photonics de hatiye weşandin.
Michal Lipson, pisporekî pêşeng di warê fotonîkên entegrekirî de, ku li ser bingeha nîtrîda silîkonê ye, got: "Kilîda çareseriya me ya pêşniyarkirî ew e ku em rezonatorek optîkî bikar bînin û di rewşek girêdana bihêz de bixebitin."
Rezonatora optîkî avahiyek pir simetrîk e, ku dikare guherînek piçûk a endeksa şikestinê bi rêya gelek çerxên tîrêjên ronahiyê veguherîne guherînek qonaxê. Bi gelemperî, ew dikare li sê rewşên xebatê yên cûda were dabeş kirin: "di bin girêdanê de" û "di bin girêdanê de." "Girêdana krîtîk" û "girêdana bihêz". Di nav wan de, "di bin girêdanê de" tenê dikare modûlasyona qonaxê ya sînorkirî peyda bike û dê guhertinên amplîtûdê yên nehewce bîne holê, û "girêdana krîtîk" dê bibe sedema windabûna optîkî ya girîng, bi vî rengî bandorê li performansa rastîn a cîhazê dike.
Ji bo bidestxistina modûlasyona qonaxa 2π ya temam û guherîna amplîtuda herî kêm, tîma lêkolînê mîkrozengil di rewşa "girêdana bihêz" de manîpule kir. Hêza girêdanê ya di navbera mîkrozengil û "otobusê" de herî kêm deh caran ji windabûna mîkrozengilê bilindtir e. Piştî rêze sêwiran û çêtirkirinê, avahiya dawîn di wêneya jêrîn de tê nîşandan. Ev zengilek rezonansê ye ku firehiya wê konîk e. Beşa rêbera pêlê ya teng hêza girêdana optîkî ya di navbera "otobusê" û mîkro-bobînê de baştir dike. Beşa rêbera pêlê ya fireh Windabûna ronahiyê ya mîkrozengilê bi kêmkirina belavbûna optîkî ya dîwarê alî kêm dibe.
Heqing Huang, nivîskarê yekem ê gotarê, her wiha got: "Me modulatorekî qonaxa ronahiya dîtbarî yê mînyatur, teserûfa enerjiyê û windabûna pir kêm bi radiusek tenê 5 μm û xerckirina hêza modûlasyona qonaxa π tenê 0.8 mW sêwirand. Guherîna amplîtudê ya hatî destnîşan kirin ji %10 kêmtir e. Ya kêmtir ew e ku ev modulator ji bo bendên şîn û kesk ên herî dijwar ên di spektruma dîtbar de bi heman rengî bi bandor e."
Nanfang Yu her wiha destnîşan kir ku her çend ew ji gihîştina asta entegrasyona berhemên elektronîkî dûr in jî, xebata wan valahiya di navbera guhêrbarên fotonîk û guhêrbarên elektronîkî de bi awayekî berbiçav teng kiriye. "Ger teknolojiya modulatorê ya berê tenê destûr dida entegrasyona 100 modulatorên qonaxa rêberiya pêlan bi şopa çîpê û budceya hêzê ya diyarkirî, wê hingê em dikarin naha 10,000 guhêrbarên qonaxê li ser heman çîpê entegre bikin da ku Fonksiyonek tevlihevtir bi dest bixin."
Bi kurtasî, ev rêbaza sêwirandinê dikare li ser modulatorên elektro-optîk were sepandin da ku cîhê dagirkirî û xerckirina voltaja kêm bike. Ew dikare di rêzên din ên spektral û sêwiranên rezonatorê yên cûda de jî were bikar anîn. Niha, tîma lêkolînê hevkariyê dike da ku LIDAR-a spektruma xuya ya ku ji rêzikên guheztina qonaxê yên li ser bingeha mîkrozengilên weha pêk tê nîşan bide. Di pêşerojê de, ew dikare ji bo gelek serlêdanan jî were sepandin wekî ne-xêzikbûna optîkî ya pêşkeftî, lazerên nû, û optîkên kûantûmê yên nû.
Çavkaniya gotarê: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Şirketa Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. ku li "Geliyê Silicon" ê Çînê - Beijing Zhongguancun-ê ye, pargîdaniyek teknolojiya bilind e ku ji bo xizmetkirina saziyên lêkolînê yên navxweyî û biyanî, enstîtuyên lêkolînê, zanîngehan û karmendên lêkolîna zanistî yên pargîdaniyê hatiye veqetandin. Şirketa me bi giranî di lêkolîn û pêşvebirina serbixwe, sêwirandin, çêkirin, firotina hilberên optoelektronîkî de mijûl e, û çareseriyên nûjen û karûbarên profesyonel û kesane ji bo lêkolînerên zanistî û endezyarên pîşesaziyê peyda dike. Piştî salan ji nûjeniya serbixwe, wê rêzek dewlemend û bêkêmasî ya hilberên fotoelektrîkî ava kiriye, ku bi berfirehî di pîşesaziyên şaredariyê, leşkerî, veguhastin, enerjiya elektrîkê, darayî, perwerdehiyê, bijîşkî û yên din de têne bikar anîn.
Em li hêviya hevkariya we ne!
Dema weşandinê: 29ê Adarê, 2023