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
Процессорный модуль «Фишт» запустили в производство: заменит зарубежные аналоги  
Новости
НАСА сообщило о возможных следах древней жизни на Марсе  
Космос
Робот TRON 1 научился прыгать через барьеры и взбираться по лестницам  
Новости
Проект мощнейших в мире приливных турбин запустили во Франции
Новости
Суперкомпьютер раскрыл тайны «молекулярного ремонта» ДНК
Наука
В Китае разработали батарейку с радиоактивным углеродом, которая проработает до 100 лет
Наука
Ученые MIT разработали «простой способ» превратить клетки кожи в нейроны
Наука
Microsoft запускает ИИ Copilot для геймеров: он будет работать, как тренер
Новости
Частный лунный модуль сфотографировал солнечное затмение с Луны
Космос
Почему Вселенная несимметрична: физики приблизились к разгадке тайны
Новости
Посмотрите на обратную сторону спутника Марса: это второе фото в истории
Новости
Это приложение буквально заставляет трогать траву и блокирует соцсети
Новости
Посмотрите на место гибели лунного аппарата «Афина»
Новости
Apple призвала срочно обновить iPhone из-за критической уязвимости  
Новости
В РосНИИРОС опровергли планы ICANN закрыть домен .su  
Новости
Европейские охотники каменного века «путешествовали» по морю в Африку
Наука
Зонд «Гера» сделал снимки спутника Марса на пути к «пострадавшему в ДТП» астероиду
Космос
В испанской пещере нашли «фрагменты лица» древнейшего жителя Западной Европы
Наука
Стартап представил робота, который готовит как шеф-повар лучших ресторанов
Новости
В паровом реакторе впервые зажгли термоядерную плазму
Новости