Ní àwọn ọdún àìpẹ́ yìí, àwọn olùwádìí láti oríṣiríṣi orílẹ̀-èdè ti lo àwọn fọ́tóníkì tí a ti ṣe àfikún láti ṣe àtúnṣe àwọn ìgbì ìmọ́lẹ̀ infurarẹẹdi ní ìpele-ìtẹ̀léra àti láti lò wọ́n sí àwọn nẹ́tíwọ́ọ̀kì 5G oníyàrá gíga, àwọn sensọ̀ ërún, àti àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ aládàáni. Lọ́wọ́lọ́wọ́, pẹ̀lú ìjìnlẹ̀ ìtọ́sọ́nà ìwádìí yìí tí ń tẹ̀síwájú, àwọn olùwádìí ti bẹ̀rẹ̀ sí í ṣe àwárí jíjinlẹ̀ ti àwọn ìlà ìmọ́lẹ̀ tí a lè rí kíákíá àti láti ṣe àgbékalẹ̀ àwọn ìlò tí ó gbòòrò síi, bíi LIDAR onípele ërún, AR/VR/MR (Ìrísí tí a ti mú dara síi/fójútó/àdàpọ̀)), àwọn ìfihàn holographic, àwọn ërún ìṣiṣẹ́ quantum, àwọn ìwádìí optogenetic tí a fi sínú ọpọlọ, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ.
Ìṣọ̀kan ńlá ti àwọn modulators phase modulators ni kókó pàtàkì ti eto opitika fun ipa ọna opitika lori chip ati ṣiṣe apẹrẹ wavefront free-space. Awọn iṣẹ akọkọ meji wọnyi ṣe pataki fun imuse awọn ohun elo oriṣiriṣi. Sibẹsibẹ, fun awọn modulators phase phase ni ibiti ina ti a le rii, o nira pupọ lati pade awọn ibeere ti transmittance giga ati modulation giga ni akoko kanna. Lati pade ibeere yii, paapaa awọn ohun elo silicon nitride ati lithium niobate ti o yẹ julọ nilo lati mu iwọn didun ati lilo agbara pọ si.
Láti yanjú ìṣòro yìí, Michal Lipson àti Nanfang Yu ti Columbia University ṣe àgbékalẹ̀ ohun èlò ìṣiṣẹ́ thermo-optic silicon nitride tí a gbé ka orí ohun èlò ìṣiṣẹ́ adiabatic micro-ring. Wọ́n fihàn pé ohun èlò ìṣiṣẹ́ micro-ring ń ṣiṣẹ́ ní ipò ìsopọ̀ tó lágbára. Ẹ̀rọ náà lè ṣe àṣeyọrí ìṣiṣẹ́ phase modulation pẹ̀lú àdánù díẹ̀. Ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ohun èlò ìṣiṣẹ́ waveguide lasan, ẹ̀rọ náà ní ó kéré tán ìpele ìdínkù nínú ààyè àti agbára lílo. A ti tẹ̀ àwọn àkóónú tí ó jọ èyí jáde nínú Nature Photonics.
Michal Lipson, ògbóǹtarìgì pàtàkì nínú ẹ̀ka photonics tí a fi silicon nitride ṣe, sọ pé: “Kókó pàtàkì sí ojútùú tí a gbé kalẹ̀ ni láti lo ohun èlò ìró ohùn àti láti ṣiṣẹ́ ní ipò ìsopọ̀ tí ó lágbára.”
Resonator opitika jẹ́ ìrísí tó dọ́gba gan-an, èyí tó lè yí ìyípadà àtọ́ka ìfàmọ́ra kékeré kan padà sí ìyípadà ìpele nípasẹ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìyípo ti àwọn ìmọ́lẹ̀ ìmọ́lẹ̀. Ní gbogbogbòò, a lè pín in sí àwọn ipò iṣẹ́ mẹ́ta tó yàtọ̀ síra: “lábẹ́ ìsopọ̀” àti “lábẹ́ ìsopọ̀.” Ìsopọ̀ pàtàkì” àti “ìsopọ̀ tó lágbára.” Láàrín wọn, “lábẹ́ ìsopọ̀” lè fúnni ní àyípadà ìpele tó lopin nìkan, yóò sì mú àwọn ìyípadà àfikún tí kò pọndandan wá, àti “ìsopọ̀ pàtàkì” yóò fa àdánù ńlá, èyí tó lè nípa lórí iṣẹ́ gidi ti ẹ̀rọ náà.
Láti ṣe àṣeyọrí ìyípadà ìpele 2π pípé àti ìyípadà ìtóbi tó kéré jùlọ, ẹgbẹ́ ìwádìí náà lo microring náà ní ipò “ìsopọ̀ tó lágbára”. Agbára ìsopọ̀ láàárín microring àti “bọ́ọ̀sì” jẹ́ ó kéré tán ìlọ́po mẹ́wàá ju pípadánù microring lọ. Lẹ́yìn ọ̀pọ̀ àwọn àwòrán àti ìṣelọ́pọ́, a fi ìṣètò ìkẹyìn hàn nínú àwòrán tó wà ní ìsàlẹ̀. Èyí jẹ́ òrùka resonant pẹ̀lú ìbú onípele. Apá waveguide tóóró náà mú kí agbára ìsopọ̀ opitika pọ̀ sí i láàárín “bọ́ọ̀sì” àti micro-coil. Apá waveguide tó gbòòrò náà dínkù sí pípadánù ìmọ́lẹ̀ microring nípa dídín ìfọ́mọ́ra opitika ti odi ẹ̀gbẹ́ kù.
Heqing Huang, ẹni àkọ́kọ́ tó kọ ìwé náà, tún sọ pé: “A ti ṣe àgbékalẹ̀ ohun èlò ìyípadà ìmọ́lẹ̀ kékeré, tó ń fi agbára pamọ́, tó sì ń dínkù díẹ̀, pẹ̀lú rédíọ̀mù 5 μm nìkan àti agbára ìyípadà π-phase modulation tó jẹ́ 0.8 mW nìkan. Ìyàtọ̀ àfikún tí a ṣe àgbékalẹ̀ rẹ̀ kéré sí 10%. Ohun tó ṣọ̀wọ́n ni pé ohun èlò yìí ń ṣiṣẹ́ dáadáa fún àwọn ẹ̀gbẹ́ aláwọ̀ búlúù àti aláwọ̀ ewé tó ṣòro jùlọ nínú ìrísí tí a lè rí.”
Nanfang Yu tún tọ́ka sí i pé bó tilẹ̀ jẹ́ pé wọn kò tíì dé ìpele ìṣọ̀kan àwọn ọjà ẹ̀rọ itanna, iṣẹ́ wọn ti dín àlàfo tó wà láàárín àwọn yíyí photonic àti àwọn yíyí itanna kù lọ́nà tó ga. “Tí ìmọ̀ ẹ̀rọ modulator tẹ́lẹ̀ bá jẹ́ kí àwọn onípele waveguide 100 so pọ̀ nítorí pé wọ́n ní ìtẹ̀síwájú chip àti owó agbára, nígbà náà a lè so àwọn yíyípò 10,000 pọ̀ mọ́ chip kan náà láti ṣe àṣeyọrí Iṣẹ́ tó díjú jù.”
Ní kúkúrú, a lè lo ọ̀nà ìṣètò yìí fún àwọn ohun èlò amúlétutù electro-optic láti dín àyè tí a gbé àti lílo fólẹ́ẹ̀tì kù. A tún lè lò ó nínú àwọn spectral range àti àwọn onírúurú resonator mìíràn. Lọ́wọ́lọ́wọ́, ẹgbẹ́ ìwádìí ń fọwọ́sowọ́pọ̀ láti ṣe àfihàn spectrum LIDAR tí a lè rí tí ó ní àwọn phase shifter arrays tí ó dá lórí irú àwọn microrings bẹ́ẹ̀. Lọ́jọ́ iwájú, a tún lè lò ó fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ ohun èlò bíi ti a ti mú kí ó dára síi, àwọn lésà tuntun, àti àwọn quantum optics tuntun.
Orísun àpilẹ̀kọ náà: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Ilé-iṣẹ́ Rofea Optoelectronics Co., Ltd. tí ó wà ní “Àfonífojì Silicon” ti China – Beijing Zhongguancun, jẹ́ ilé-iṣẹ́ ìmọ̀-ẹ̀rọ gíga tí a yà sọ́tọ̀ fún sísìn àwọn ilé-iṣẹ́ ìwádìí nílé àti ní òkèèrè, àwọn ilé-iṣẹ́ ìwádìí, àwọn ilé-ẹ̀kọ́ gíga àti àwọn òṣìṣẹ́ ìwádìí ìmọ̀-ẹ̀rọ ilé-iṣẹ́. Ilé-iṣẹ́ wa ní ipa pàtàkì nínú ìwádìí àti ìdàgbàsókè òmìnira, ṣíṣe àwòrán, ṣíṣe, títà àwọn ọjà optoelectronic, ó sì ń pèsè àwọn ìdáhùn tuntun àti iṣẹ́ àdáni fún àwọn olùwádìí ìmọ̀-ẹ̀rọ àti àwọn onímọ̀-ẹ̀rọ ilé-iṣẹ́. Lẹ́yìn ọ̀pọ̀ ọdún ti ìṣẹ̀dá òmìnira, ó ti dá àwọn ọjà photoelectric tí ó lọ́rọ̀ àti pípé sílẹ̀, èyí tí a ń lò ní gbogbogbòò ní àwọn ilé-iṣẹ́ ìjọba, ológun, ìrìnnà, agbára iná mànàmáná, ìnáwó, ẹ̀kọ́, ìṣègùn àti àwọn ilé-iṣẹ́ mìíràn.
A n reti ifowosowopo pẹlu rẹ!
Àkókò ìfìwéránṣẹ́: Oṣù Kẹta-29-2023