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
Юпитер оказался не таким, как считали ученые: открытие опровергает гипотезу о гиганте
Космос
Физики придумали, как найти новые измерения в пространстве
Наука
Посмотрите на первое фото кометы C/2024 G3 в России: она прилетает раз в 160 000 лет
Космос
Ученые нашли необычные частицы: их поведение невозможно объяснить обычной физикой
Наука
Байден запретит поставки ИИ-чипов в Россию: что ответила NVIDIA
Новости
300 млрд киловатт-часов: Китай строит крупнейшую в мире гидроэлектростанцию
Новости
Парниковые газы предложили хранить в стенах домов для борьбы с изменением климата
Наука
Ученые разгадали тайну, как древние птерозавры поднялись в воздух
Наука
Эксперимент показал, что фотоны света могут вести себя как частицы темной материи
Наука
ИИ создал крупнейшую базу данных фотографий северного сияния
Наука
Молекулы РНК превратили в «фонарики», чтобы отслеживать их работу в клетке
Наука
Европейский зонд показал северный полюс Меркурия в рекордных деталях
Космос
Посмотрите, как изменится внешний вид людей через 30 лет  
Наука
Посмотрите на первые фото Tesla Model Y без камуфляжа  
Новости
«Тостер» для смартфона обновляет зарядку гаджета за секунды
Новости
Гаджет, который научился читать мысли человека, показали на CES 2025
Новости
Эта камера будет снимать на Луне: Nikon представила прототип на CES 2025  
Новости
Ярчайший гамма-всплеск в истории связали с теорией струн и темной материей  
Новости
Наука в фокусе: кто и зачем делает научно-популярные видеоблоги в России
Кейсы
Telegram раскрыл данные о 2000 пользователях в после ареста Дурова
Новости