Katika miaka ya hivi karibuni, watafiti kutoka nchi mbali mbali wametumia picha zilizojumuishwa kutambua kwa mafanikio kudanganywa kwa mawimbi nyepesi na kuyatumia kwa mitandao ya 5G yenye kasi kubwa, sensorer za chip, na magari ya uhuru. Kwa sasa, pamoja na kuongezeka kwa mwelekeo huu wa utafiti, watafiti wameanza kutekeleza ugunduzi wa kina wa bendi fupi zinazoonekana na kukuza matumizi ya kina zaidi, kama vile Chip-Level LiDAR, AR/VR/MR (iliyoimarishwa/Virtual/Hybrid) glasi, maonyesho ya holographic, marekebisho ya kiwango cha juu cha akili.
Ujumuishaji wa kiwango kikubwa cha modulators za awamu ya macho ni msingi wa mfumo mdogo wa macho kwa muundo wa macho wa macho na muundo wa nafasi ya bure ya nafasi. Kazi hizi mbili za prima ry ni muhimu kwa utambuzi wa matumizi anuwai. Walakini, kwa modulators za awamu ya macho katika anuwai inayoonekana, ni changamoto sana kukidhi mahitaji ya transmittance kubwa na moduli ya juu wakati huo huo. Ili kukidhi hitaji hili, hata vifaa vya silicon nitride inayofaa zaidi na vifaa vya lithiamu niobate vinahitaji kuongeza kiasi na matumizi ya nguvu.
Ili kutatua shida hii, Michal Lipson na Nanfang Yu wa Chuo Kikuu cha Columbia walibuni moduli ya awamu ya Silicon Nitride Thermo-optic kulingana na resonator ya adiabatic ndogo. Walithibitisha kuwa resonator ya pete ndogo inafanya kazi katika hali ya nguvu ya kuunganishwa. Kifaa kinaweza kufikia mabadiliko ya awamu na upotezaji mdogo. Ikilinganishwa na modulators za kawaida za awamu ya wimbi, kifaa hicho kina angalau agizo la kupunguzwa kwa ukubwa katika nafasi na matumizi ya nguvu. Yaliyomo yaliyohusiana yamechapishwa katika Photonics ya Nature.
Michal Lipson, mtaalam anayeongoza katika uwanja wa picha zilizojumuishwa, kwa msingi wa silicon nitride, alisema: "Ufunguo wa suluhisho letu lililopendekezwa ni kutumia resonator ya macho na kufanya kazi katika hali inayoitwa nguvu ya kuunganisha."
Resonator ya macho ni muundo wa ulinganifu, ambao unaweza kubadilisha mabadiliko madogo ya index kuwa mabadiliko ya awamu kupitia mizunguko mingi ya mihimili nyepesi. Kwa ujumla, inaweza kugawanywa katika majimbo matatu tofauti ya kufanya kazi: "chini ya kuunganishwa" na "chini ya kuunganishwa." Kuunganisha muhimu "na" kuunganishwa kwa nguvu. " Miongoni mwao, "chini ya kuunganishwa" inaweza kutoa tu mabadiliko ya awamu na itaanzisha mabadiliko yasiyofaa ya amplitude, na "kuunganishwa muhimu" itasababisha upotezaji mkubwa wa macho, na hivyo kuathiri utendaji halisi wa kifaa.
Ili kufikia mabadiliko kamili ya awamu ya 2π na mabadiliko madogo ya amplitude, timu ya utafiti ilibadilisha utaftaji katika hali ya "nguvu ya kuunganishwa". Nguvu ya kuunganisha kati ya microring na "basi" ni angalau mara kumi kuliko upotezaji wa microring. Baada ya safu ya miundo na optimization, muundo wa mwisho unaonyeshwa kwenye takwimu hapa chini. Hii ni pete ya resonant na upana wa tapered. Sehemu nyembamba ya wimbi inaboresha nguvu ya kuunganishwa kati ya "basi" na coil ndogo. Sehemu kubwa ya wimbi la upotezaji wa taa ya microring hupunguzwa kwa kupunguza kutawanya kwa macho ya kando.
Heqing Huang, mwandishi wa kwanza wa karatasi hiyo, pia alisema: "Tumeunda miniature, kuokoa nishati, na moduli ya chini ya upotezaji wa mwanga na radius ya 5 μm tu na matumizi ya nguvu ya awamu ya π-awamu ya MW 0.8 tu. Tofauti ya amplitude iliyoletwa ni chini ya 10%. Kinachoonekana ni kwamba modeli hii ni sawa kwa bendi ngumu zaidi ya bluu na kijani kwenye wigo unaoonekana. "
Nanfang Yu pia alisema kwamba ingawa wako mbali na kufikia kiwango cha ujumuishaji wa bidhaa za elektroniki, kazi yao imepunguza sana pengo kati ya swichi za picha na swichi za elektroniki. "Ikiwa teknolojia ya moduli ya zamani iliruhusu tu ujumuishaji wa modulators 100 za wimbi la wimbi lililopewa alama fulani ya bajeti na bajeti ya nguvu, basi sasa tunaweza kuunganisha vibadilishaji vya awamu 10,000 kwenye chip sawa ili kufikia kazi ngumu zaidi."
Kwa kifupi, njia hii ya kubuni inaweza kutumika kwa modulators za electro-optic kupunguza nafasi iliyochukuliwa na matumizi ya voltage. Inaweza pia kutumika katika safu zingine za kuvutia na miundo mingine tofauti ya resonator. Kwa sasa, timu ya utafiti inashirikiana kuonyesha Lidar inayoonekana inayojumuisha safu za mabadiliko ya awamu kulingana na microrings kama hizo. Katika siku zijazo, inaweza pia kutumika kwa programu nyingi kama vile kuboreshwa kwa macho, lasers mpya, na macho mpya ya quantum.
Chanzo cha Nakala: https: //mp.weixin.qq.com/s/o6ihstkmbpqkdov4coukxa
Beijing Rofea Optoelectronics Co, Ltd iko katika "Silicon Valley" ya China-Beijing Zhongguancun, ni biashara ya hali ya juu iliyojitolea kutumikia taasisi za utafiti wa ndani na nje, taasisi za utafiti, vyuo vikuu na wafanyikazi wa utafiti wa kisayansi. Kampuni yetu inahusika sana katika utafiti wa kujitegemea na maendeleo, muundo, utengenezaji, uuzaji wa bidhaa za optoelectronic, na hutoa suluhisho za ubunifu na kitaalam, huduma za kibinafsi kwa watafiti wa kisayansi na wahandisi wa viwandani. Baada ya miaka ya uvumbuzi wa kujitegemea, imeunda safu tajiri na kamili ya bidhaa za picha, ambazo hutumiwa sana katika manispaa, jeshi, usafirishaji, nguvu za umeme, fedha, elimu, matibabu na viwanda vingine.
Tunatarajia kushirikiana na wewe!
Wakati wa chapisho: Mar-29-2023