Longèdonn lazè ki nesesè pou anpil nan eksperyans ki pi entrigan jodi a, patikilyèman nan seri vizib la, se yon defi pou jwenn ti sikui fotonik entegre (PIC). Men, US National Institute of Standards and Technology (NIST) chèchè fotonik ak kòlèg nan Octave Photonics ap dirije yon solisyon pou pwoblèm aksè longèdonn sa a-epi tou adrese defi pou ini diferan fonksyon fotonik pou sipòte switch optik, routage, ak filtraj.
Yon apwòch komen jodi a se konbine diferan materyèl fotonik pou eseye pèmèt diferan fonksyon sa yo ak ogmante fòs kote yo egziste, men pa gen yon sèl materyèl ki ka fè li nan tout echèl yo vle pou jaden nouvo aplikasyon.
Grant M. Brodnik, yon fizisyen nan Gwoup Nanophotonics Quantum and Nonlinear Nanophotonics, di Grant M. Brodnik di, "Travay nou an te enspire pa objektif la pou reyalize 'nenpòt longèdonn lazè', ak konpatibilite dirèk ak teknoloji fotonik ki egziste deja. "Epi nou te demontre lòt fonksyonalite tankou peny frekans ak jenerasyon supercontinuum, paske platfòm la sipòte yo dirèkteman. Kapasite sa yo jwe yon wòl kle nan anpil aplikasyon enpòtan."
Mèsi, optik ki pa lineyè
Pou rive nan vitès entèlijans atifisyèl (AI) ak aplikasyon pwopòsyon demann lan, yon chanjman soti nan elektwon ak foton se kritik-epi lazè "nenpòt longèdonn" chipscale la.
Yon eksplikasyon kout sou nouvo apwòch ekip la: Li kòmanse ak yon wafer estanda Silisyòm kouvwi ak diyoksid Silisyòm (vè) ak niobat ityòm, yon materyèl ki pa lineyè ki ka chanje koulè limyè k ap antre nan li. Ajoute metal la pèmèt niobat ityòm lan ka konpoze elektrik-pou konvèti yon koulè limyè nan lòt moun. Entèfas metal-tyòm niobat menm jan an ka pèmèt limyè rapid sou/detenyen (panse gwo -routaj ak pwosesis done).
Depoze modèl konplèks nan pentoksid Tantal, aka Tantala, dirèkteman sou lòt sikwi fotonik la pèmèt platfòm fotonik versatile yo opere nan konsè. Tantala se yon materyèl solid ki pa lineyè epi li byen adapte pou operasyon longèdonn vizib. "Kritikman, li gen pwopriyete materyèl atiran (ki gen rapò ak fabrikasyon li yo) ki fè li fasil pou entegrasyon dirèk ak lòt materyèl fotonik," di Brodnik.
Lè chèchè yo modèl materyèl yo anlè youn ak lòt nan yon pil 3D, yo te fini ak yon sèl chip ki efikas wout limyè ant kouch yo. Chip sa a konbine kapasite manipilasyon limyè tantala a ak kontwòl niobat ityòm.
Optik ki pa lineyè se fizik ki kounye a "pa-sòs-sekrè" yo pwofite "pou fè koulè limyè totalman nouvo soti nan yon sèl koulè nou mete nan," eksplike Brodnik. "Si w pran yon foto ak yon kamera, ou pa atann koulè imaj la chanje lè w ap pase nan yon lantiy. Men, ak materyèl ki pa lineyè ak gwo pouvwa optik lazè bay, se egzakteman sa k ap pase. Se yon teknik kle alimante lazè tab-echèl ki fè anpil koulè koutim jodi a. Nou itilize teknik sa yo -men ak aparèy fotonik yon ti sikwi ke diri."
Aspè ki pi fre nan travay sa a pou Brodnik se wè "nouvo, souvan klere tou koulè limyè pete soti nan aparèy nou yo soti nan konvèti limyè a D '(ki se envizib nan je nou)," li te di. "Nan laboratwa a, ak yon chip ki chita sou yon etap tès, nou tou dousman konpoze nan paramèt operasyon yo epi, boom, vibran ble-vèt kòmanse lumineux atravè chip la. Sou pwochen aparèy la, nou fè li ble -vyolèt. Li santi yon ti jan tankou majik."
Travay yo "pote fondasyon an ak demontre potansyèl la nan platfòm la," di Brodnik. "Nou pral sètènman ap travay pou optimize pèfòmans nan desen ki deja egziste, men platfòm la debloke nouvo fonksyonalite ak bouton konsepsyon nou kontan eksplore."
Anpil aplikasyon ki enplike entèfas ak tranzisyon atomik-panse deteksyon pwopòsyon ak enfòmatik-mande limyè nan longèdonn ki kouvri vizib ak tou pre-ond enfrawouj yo. Brodnik di: "Aplikasyon ki bezwen rapidman wout ak chanje limyè sou / etenn, tankou pwosesis done optik ak enfòmatik, ka benefisye de platfòm la tou lè yo swe lòt fonksyonalite fizik materyèl yo bay," Brodnik di. "Teknoloji ekspozisyon konsomatè se petèt yon lòt aplikasyon. Gen anpil lòt -sètènman sa nou pa menm te panse, ki kapab kounye a konsidere ak devlope pa kominote syantifik la."
Ekip la gen "yon ti ponyen achitekti fotonik enteresan kounye a nan etap konsepsyon, ki mande pou yon pakèt kapasite konplè platfòm nou an sipòte," di Brodnik. "Nou kontan tou pou kolabore ak kòlèg li yo ak lòt chèchè yo ki te pote nou nouvo lide ak aplikasyon nou petèt pa te konsidere oswa mande pou pataje ekspètiz yo pouswiv. Tan eksitan."
