Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Sprzężenie pionowe umożliwia tworzenie zintegrowanych układów fotonicznych

Naukowcy korzystający z dofinansowania UE wykazali, że nowatorskie architektury optomechaniczne umożliwiają integrację z układami krzemowymi. Otwiera to drogę do tworzenia nowego rodzaju urządzeń łączących obwody fotoniczne i układy scalone w niemożliwy dotychczas sposób.
Sprzężenie pionowe umożliwia tworzenie zintegrowanych układów fotonicznych
O ile elektronika polega na manipulowaniu elektronami, fotonika polega na manipulowaniu światłem i innymi formami promieniowania elektromagnetycznego, w których jednostką kwantową jest foton. Wpływanie na materię z użyciem sił optycznych lub ciśnienia promieniowania to domena młodej dziedziny nauki, jaką jest optomechanika. W optomechanicznych systemach fotonicznych następuje sprzężenie modów optycznych i mechanicznych.

Jednym z kluczowych komponentów układów fotonicznych jest wnęka optyczna (rezonator), składająca się z mechanicznego oscylatora oraz układu prowadzącego światło. Właściwości rezonatorów mogą się zmieniać pod wpływem światła lub pozostawać bez zmian, zależnie od tego, czy rezonator wykonano z materiałów aktywnych, czy pasywnych. Wykorzystując dofinansowanie UE dla projektu 'Active and passive photonics with coupled optomechanical resonators' (APPCOPTOR), naukowcy zbadali oba rodzaje systemów pod kątem możliwości integrowania ich z układami krzemowymi.

Badania nad sprzężeniem pionowym między rezonatorem pasywnym a falowodem szynowym (współpłaszczyznowy odstęp rezonatora) przy umieszczeniu rezonatora nad falowodem przyniosły przełomowe wyniki o ważnych implikacjach dla obwodów optycznych. Naukowcy wykazali, że z powodu występowania odstępu pionowego istnieje więcej niż jeden stan względnej mocy maksymalnej. Dokonano też integracji rezonatorów o ultrawysokim współczynniku jakości (UHQ) z falowodem szynowym. Potencjał takich mikrorezonatorów pozostawał dotąd niewykorzystany ze względu na ich niezgodność z płaskimi konfiguracjami niezbędnymi w przypadku układów krzemowych.

Badacze poczynili istotne postępy w dziedzinie aktywnych materiałów wzmacniających do nieliniowego wzmocnienia optycznego w układach z krzemu nanokrystalicznego (nc-Si). Dwustabilność optyczna to nieliniowa cecha rezonatora, który dla jednego wejścia optycznego ma dwa stabilne stany wyjściowe transmisji. Ze względu na bezpośrednie znaczenie dla wykorzystania technologii optycznych w przełącznikach, bramkach logicznych I pamięciach zjawisko to jest przedmiotem intensywnych badań. Uzyskane wyniki potwierdzają możliwość budowy wydajnych, nieliniowych urządzeń optycznych z wykorzystaniem rezonatorów ultrawysokiej jakości na bazie krzemu nanokrystalicznego.

Naukowcy pracujący przy projekcie APPCOPTOR poszerzyli dotychczasową wiedzę na temat optomechaniki I jej zastosowań w układach integrujących techniki fotoniczne. Oczekuje się, że wyniki projektu pozwolą projektować nowatorskie układy fotoniczne o wyjątkowym potencjale przezwyciężenia ograniczeń konwencjonalnych układów elektronicznych pod względem rozmiarów I możliwości.

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę