Созданы высокопроизводительные волноводы для «фотонных чипов нового поколения»

Ученые разработали технологию для быстрого производство миниатюрных волноводов с низкими потерями. Они нужны для создания фотонных и квантовых чипов.

Международная группа исследователей разработала новую технологию создания оптических волноводов: «SPIM-WG». С помощью этого метода оптические волноводы наноразмера с плавно изменяющимся трехмерным поперечным сечением могут быть изготовлены на чипе. Такие устройства не только лучше традиционных, но имеют несколько новых функций, открывающих путь для будущих фотонных и квантовых чипов.

В своей работе, опубликованной в Light Science & Applications, ученые использовали фемтосекундную лазерную запись для создания совместимых с оптическим волокном стеклянных волноводов. При изготовлении в режиме нагрева с высокой скоростью сканирования им удалось достичь точной деформации поперечных сечений вдоль волновода с контролируемыми формами и размерами с высоким разрешением как в горизонтальном, так и в вертикальном поперечном направлениях.

Исследователи говорят, что основное преимущество новой технологии, основанной на адаптивной оптике, заключается в том, что она позволяет производить волноводы с низкими потерями переменного поперечного сечения, например, круглой, квадратной, кольцеобразной или многих других сложных форм. Точность управления поперечным сечением по каждой оси может достигать сотен нанометров. Для одиночного волновода форма поперечного сечения может варьироваться вдоль самого волновода. Например, они могут быть скручены, от квадратной до круглой или от круглой до кольцеобразной.

Примеры световодов различной формы, изготовленных по новой технологии. Изображение: Bangshan Sun et al., Light Science & Applications

Исследование показало очень низкие потери при использовании новых волноводов. Волновод, созданный на стеклянной подложке, имеет потери при передаче около -0,14 дБ/см. Это означает, что только около 3% оптической мощности теряется при передаче на 1 см через чип, объясняют авторы разработки. Более того, экспериментальные результаты показывают, что дополнительные потери при передаче, вызванные изменением поперечного сечения, незначительны.

Ученые также отмечают быстроту производства с использованием новой технологии. При создании традиционных волноводов по технологии «кремний на кремнии» уходят месяцы, при использовании «SPIM-WG» требуется всего несколько минут. Такая скорость позволяет быстро создавать и испытывать прототипы устройства, не тратя месяцы на создание новой версии продукта.

Развитие электронных интегральных схем приближается к пределу пропускной способности и энергопотребления. Фотонные и квантовые чипы могут стать разумной альтернативой. На основе затухающей волновой связи соседние оптические волноводы могут реализовать программируемую обработку сигналов, предоставляя необходимые функции для квантовых и фотонных чипов.


Читать далее:

Ученые сняли на видео странное существо с щупальцами, которое приняли за цветок

Сверхзвуковой самолет будет летать со скоростью 2 000 км/ч и пересечет океан за 3,5 часа

Вышедшая из-под контроля китайская ракета скоро упадет обратно на Землю. Что происходит

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Найдена недостающая часть Вселенной: где она скрывалась
Космос
VR в строительстве: как избежать ошибок на сотни миллионов
Мнения
44 планеты, похожие на Землю, нашли в Млечном Пути
Космос
Тайну космоса, которой больше 60 лет, наконец-то раскрыли
Космос
В «дубайском» шоколаде нашли опасные для жизни вещества
Наука
Хакеры атаковали пять оборонных предприятий России
Новости
Как ИИ повышает эффективность и снижает риски обогатительных предприятий
Мнения
«Джеймс Уэбб» изучил загадочные кольца погибшей звезды
Космос
Открыт прием заявок на ежегодную премию Digital Leaders 2025
Новости
GigaChat научился искать информацию в сети: Сбер обновил ИИ-помощника
Новости
Созданы очки с искусственным интеллектом для незрячих людей
Новости
Минобрнауки продолжит программу кешбэка для инвесторов университетских стартапов
Новости
OpenAI представила GPT-4.1: модель с улучшенными возможностями для программистов
Новости
Китайские ученые превратили мох в губку, которая впитывает нефть
Наука
Университет Иннополис запускает бесплатные экскурсии в Центр робототехники
Иннополис
Интерактивная карта клетки человека раскрывает тайны детского рака костей
Наука
«Уэбб» раскрыл детали космической катастрофы: как звезда поглотила планету
Космос
Российский госсектор потратил 2,4 млрд рублей за год на оборудование для ИИ
Новости
Китайская компания анонсировала первый матч по боксу между роботами
Новости
Эта черная дыра «проснулась» настолько голодной, что нарушила все модели ученых
Космос