Katika miaka ya hivi majuzi, watafiti kutoka nchi mbalimbali wametumia picha zilizounganishwa ili kutambua mtawalia utumiaji wa mawimbi ya mwanga wa infrared na kuyatumia kwenye mitandao ya kasi ya juu ya 5G, vihisi vya chipu na magari yanayojiendesha.Kwa sasa, kwa kuendelea kuongezeka kwa mwelekeo huu wa utafiti, watafiti wameanza kuchunguza kwa kina bendi fupi za mwanga zinazoonekana na kuendeleza matumizi makubwa zaidi, kama vile LIDAR ya kiwango cha chip, AR/VR/MR (iliyoimarishwa/virtual/ mseto) Uhalisia) Miwani, maonyesho ya holografia, chipsi za kuchakata kiasi, uchunguzi wa optogenetic uliopandikizwa kwenye ubongo, n.k.
Ujumuishaji mkubwa wa vidhibiti vya awamu ya macho ndio msingi wa mfumo mdogo wa macho wa uelekezaji wa on-chip na uundaji wa mawimbi ya nafasi huru.Kazi hizi mbili za msingi ni muhimu kwa utekelezaji wa programu mbalimbali.Hata hivyo, kwa moduli za awamu za macho katika safu ya mwanga inayoonekana, ni changamoto hasa kukidhi mahitaji ya upitishaji wa juu na urekebishaji wa juu kwa wakati mmoja.Ili kukidhi mahitaji haya, hata nitridi ya silicon inayofaa zaidi na vifaa vya lithiamu niobate vinahitaji kuongeza kiasi na matumizi ya nguvu.
Ili kutatua tatizo hili, Michal Lipson na Nanfang Yu wa Chuo Kikuu cha Columbia walitengeneza moduli ya awamu ya nitridi thermo-optic ya silicon kulingana na resonator ya pete ndogo ya adiabatic.Walithibitisha kuwa resonator ya pete ndogo inafanya kazi katika hali ya kuunganisha yenye nguvu.Kifaa kinaweza kufikia moduli ya awamu na hasara ndogo.Ikilinganishwa na moduli za awamu za mwongozo wa wimbi la kawaida, kifaa kina angalau utaratibu wa kupunguza ukubwa wa nafasi na matumizi ya nguvu.Maudhui yanayohusiana yamechapishwa katika Nature Photonics.
Michal Lipson, mtaalam mkuu katika uwanja wa upigaji picha jumuishi, kwa msingi wa nitridi ya silicon, alisema: "Ufunguo wa suluhisho letu lililopendekezwa ni kutumia resonator ya macho na kufanya kazi katika kinachojulikana kama hali ya kuunganisha nguvu."
Resonator ya macho ni muundo wa ulinganifu mkubwa, ambao unaweza kubadilisha mabadiliko madogo ya index ya refractive katika mabadiliko ya awamu kupitia mizunguko mingi ya mihimili ya mwanga.Kwa ujumla, inaweza kugawanywa katika hali tatu tofauti za kufanya kazi: "chini ya kuunganisha" na "chini ya kuunganisha."Uunganisho muhimu" na "uunganisho wenye nguvu."Miongoni mwao, "chini ya kuunganisha" inaweza tu kutoa urekebishaji mdogo wa awamu na itaanzisha mabadiliko ya amplitude yasiyo ya lazima, na "uunganisho muhimu" utasababisha hasara kubwa ya macho, na hivyo kuathiri utendaji halisi wa kifaa.
Ili kufikia urekebishaji kamili wa awamu ya 2π na mabadiliko madogo ya amplitude, timu ya utafiti ilibadilisha mikrofoni katika hali ya "kuunganisha kwa nguvu".Nguvu ya kuunganisha kati ya microring na "basi" ni angalau mara kumi zaidi kuliko kupoteza kwa microring.Baada ya mfululizo wa miundo na uboreshaji, muundo wa mwisho unaonyeshwa kwenye takwimu hapa chini.Hii ni pete ya resonant yenye upana wa tapered.Sehemu nyembamba ya wimbi inaboresha nguvu ya kuunganisha macho kati ya "basi" na coil ndogo.Sehemu pana ya wimbi Upotezaji wa mwanga wa microring hupunguzwa kwa kupunguza kutawanyika kwa macho ya sidewall.
Heqing Huang, mwandishi wa kwanza wa karatasi hiyo, pia alisema: "Tumebuni moduli ndogo ya awamu ya mwanga, ya kuokoa nishati, na yenye hasara ya chini sana yenye radius ya 5 μm tu na matumizi ya nguvu ya π-awamu ya pekee. 0.8 mW.Tofauti ya amplitude iliyoletwa ni chini ya 10%.Kilicho nadra zaidi ni kwamba moduli hii ina ufanisi sawa kwa bendi ngumu zaidi za bluu na kijani kwenye wigo unaoonekana.
Nanfang Yu pia alisema kuwa ingawa wako mbali na kufikia kiwango cha ujumuishaji wa bidhaa za elektroniki, kazi yao imepunguza kwa kiasi kikubwa pengo kati ya swichi za picha na swichi za elektroniki."Ikiwa teknolojia ya awali ya moduli iliruhusu tu ujumuishaji wa vidhibiti 100 vya awamu ya wimbi lililopewa alama fulani ya chip na bajeti ya nguvu, basi tunaweza sasa kuunganisha vibadilishaji awamu 10,000 kwenye chip moja ili kufikia Kazi ngumu zaidi."
Kwa kifupi, njia hii ya kubuni inaweza kutumika kwa moduli za electro-optic ili kupunguza nafasi iliyochukuliwa na matumizi ya voltage.Inaweza pia kutumika katika safu zingine za spectral na miundo mingine tofauti ya resonator.Kwa sasa, timu ya utafiti inashirikiana kuonyesha LIDAR ya wigo inayoonekana inayojumuisha safu za mabadiliko ya awamu kulingana na miduara kama hiyo.Katika siku zijazo, inaweza pia kutumika kwa programu nyingi kama vile uboreshaji usio na mstari wa macho, leza mpya, na optics mpya za quantum.
Chanzo cha makala: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. iliyoko katika "Silicon Valley" ya China - Beijing Zhongguancun, ni biashara ya teknolojia ya juu inayojitolea kuhudumia taasisi za utafiti wa ndani na nje, taasisi za utafiti, vyuo vikuu na wafanyikazi wa biashara wa utafiti wa kisayansi.Kampuni yetu inajishughulisha zaidi na utafiti na maendeleo huru, muundo, utengenezaji, uuzaji wa bidhaa za optoelectronic, na hutoa suluhisho za kibunifu na huduma za kitaalamu, za kibinafsi kwa watafiti wa kisayansi na wahandisi wa viwanda.Baada ya miaka ya uvumbuzi wa kujitegemea, imeunda mfululizo wa tajiri na kamilifu wa bidhaa za photoelectric, ambazo hutumiwa sana katika manispaa, kijeshi, usafiri, nguvu za umeme, fedha, elimu, matibabu na viwanda vingine.
Tunatarajia ushirikiano na wewe!
Muda wa posta: Mar-29-2023