Migliorare le guide d'onda plasmonica
Lo sfruttamento di canali di comunicazione ottica a elevata larghezza di banda nelle architetture di data center integrati e nelle piattaforme di routing si basa su tecnologie di dimensioni ridotte, a bassa latenza e a basso consumo. Le interconnessioni ottiche plasmoniche costituiscono una soluzione promettente, purché sia garantito un adeguato controllo in termini di commutazione ed efficienza del routing dei dati. Il progetto, ALLOPLASM ("Tunable liquid-crystal long-range surface plasmon polariton components"), finanziato dall'UE, ha sviluppato componenti di commutazione plasmonici nuovi controllati elettro-otticamente da materiali liquidi cristallini per l'uso in circuiti fotonici integrati. Ciò ha interessato la progettazione l'analisi la modellazione e la fabbricazione di strutture plasmoniche migliorate con strati di cristalli liquidi in grado di svolgere le funzioni di commutazione target. ALLOPLASM ha impiegato svariati metodi di analisi numerica per l'analisi elettromagnetica della guida d'onda e studio dell'orientamento dei cristalli liquidi. Sulla base di un metodo a elementi finiti, gli scienziati hanno affrontato la natura anisotropica della guida d'onda plasmonica a cristalli liquidi. L'espansione Eigenmode ha consentito un'analisi rigorosa della propagazione delle onde di luce in componenti di commutazione plasmonica longitudinali. Inoltre, ALLOPLASM analizzato materiali altamente dispersivi e ha sviluppato metodi nel dominio temporale per lo studio della struttura plasmonica e fotonica dei cristalli liquidi. Grazie all'utilizzo di questi strumenti numerici, gli scienziati sono stati in grado di progettare e studiare svariati componenti plasmonici a cristalli liquidi per le interconnessioni ottiche, dimostrandone le caratteristiche prestazionali avanzate. Ciò ha incluso fasatori e attenuatori variabili plasmonici in linea, a lungo raggio, commutatori plasmonici con accoppiatori direzionali per architetture multi-livello planari e 3D e fasatori plasmonici con caricamento del dielettrico in linea. In tutti i casi, le proprietà di commutazione sono state indotte attraverso il controllo elettro-ottico di strati e cavità di cristalli liquidi appositamente progettati. Ciò ha comportato una riduzione del consumo energetico ben al di sotto di quello dei commutatori plasmonici termo-ottici. I ricercatori hanno fabbricato e caratterizzato campioni sperimentali. TI componenti plasmonici attesi dovrebbero fornire una soluzione a consumo energetico ultra basso per le interconnessioni ottiche inter-chip o on-chip.
Parole chiave
Guida d'onda plasmonica, cristalli liquidi, componente plasmonico, canale di comunicazione, interconnessione ottica, plasmonica di superficie, componente polaritone, componente di commutazione, il materiale liquido cristallino, controllo elettro-ottico
