Undanfarin ár hafa vísindamenn frá ýmsum löndum notað samþætta ljóseindatækni til að átta sig á meðhöndlun innrauðra ljósbylgna í röð og beita þeim á háhraða 5G netkerfi, flísskynjara og sjálfstýrð farartæki. Sem stendur, með stöðugri dýpkun þessarar rannsóknarstefnu, hafa vísindamenn byrjað að framkvæma ítarlega greiningu á styttri sýnilegum ljósböndum og þróa umfangsmeiri forrit, svo sem flísastig LIDAR, AR/VR/MR (enhanced/virtual/ blendingur) Raunveruleiki) Gleraugu, hólógrafískir skjáir, skammtavinnsluflögur, sjónrænar rannsakar ígræddar í heila o.s.frv.
Stórfelld samþætting sjónfasamótara er kjarninn í sjónundirkerfinu fyrir ljósleiðingu á flís og mótun bylgjusviða í lausu rými. Þessar tvær aðalaðgerðir eru nauðsynlegar til að framkvæma ýmis forrit. Hins vegar, fyrir sjónfasamótara á sýnilega ljóssviðinu, er það sérstaklega krefjandi að uppfylla kröfur um mikla sendingu og mikla mótun á sama tíma. Til að uppfylla þessa kröfu þurfa jafnvel hentugustu kísilnítríð og litíumníóbat efnin að auka rúmmál og orkunotkun.
Til að leysa þetta vandamál, hönnuðu Michal Lipson og Nanfang Yu frá Columbia háskólanum kísilnítríð hita-optic fasa mótara byggt á adiabatic micro-hring resonator. Þeir sönnuðu að örhringjaómurinn starfar í sterku tengiástandi. Tækið getur náð fasamótun með lágmarks tapi. Í samanburði við venjulega bylgjuleiðarafasamótara hefur tækið að minnsta kosti stærðargráðu minnkun á plássi og orkunotkun. Tengt efni hefur verið birt í Nature Photonics.
Michal Lipson, leiðandi sérfræðingur á sviði samþættrar ljóseindafræði, byggt á kísilnítríði, sagði: "Lykillinn að fyrirhugaðri lausn okkar er að nota sjónræna resonator og starfa í svokölluðu sterku tengiástandi."
Optíski resonatorinn er mjög samhverf uppbygging, sem getur breytt lítilli brotstuðulbreytingu í fasabreytingu í gegnum margar lotur ljósgeisla. Almennt má skipta því í þrjú mismunandi vinnuástand: „undir tengingu“ og „undir tengingu“. Mikilvæg tenging“ og „sterk tenging“. Meðal þeirra getur „undirtenging“ aðeins veitt takmarkaða fasamótun og mun koma á óþarfa breytingum á amplitude, og „mikilvæg tenging“ mun valda verulegu sjóntapi og hafa þar með áhrif á raunverulegan árangur tækisins.
Til að ná fullkominni 2π fasa mótun og lágmarks amplitude breytingu, stjórnaði rannsóknarhópurinn örhringinn í „sterkt tengi“ ástandi. Tengistyrkur milli örhringsins og „rútunnar“ er að minnsta kosti tíu sinnum hærri en tapið á örhringnum. Eftir röð hönnunar og hagræðingar er endanleg uppbygging sýnd á myndinni hér að neðan. Þetta er resonant hringur með mjókkandi breidd. Þröngi bylgjuleiðarhlutinn bætir sjóntengistyrkinn milli „rútunnar“ og örspólunnar. Breiður bylgjuleiðarhlutinn. Ljóstap örhringsins minnkar með því að draga úr ljósdreifingu hliðarveggsins.
Heqing Huang, fyrsti höfundur blaðsins, sagði einnig: „Við höfum hannað örlítið, orkusparandi og afar lágt tap sýnilegt ljós fasa mótara með radíus sem er aðeins 5 μm og π-fasa mótunarorkunotkun sem nemur aðeins 0,8 mW. Innflutt amplitude breytileiki er minna en 10%. Það sem er sjaldgæfara er að þessi mótari er jafn áhrifaríkur fyrir erfiðustu bláu og grænu böndin í sýnilega litrófinu.“
Nanfang Yu benti einnig á að þrátt fyrir að þeir séu langt frá því að ná samþættingarstigi rafrænna vara, hefur vinna þeirra minnkað verulega bilið milli ljóseindarofa og rafrænna rofa. "Ef fyrri mótunartæknin leyfði aðeins samþættingu 100 bylgjuleiðara fasamótara með ákveðnu fótspori og aflfjárhagsáætlun, þá getum við nú samþætt 10.000 fasaskipti á sama flís til að ná flóknari virkni."
Í stuttu máli er hægt að beita þessari hönnunaraðferð á rafsjónræna mótara til að draga úr uppteknu rými og spennunotkun. Það er einnig hægt að nota í öðrum litrófssviðum og öðrum mismunandi resonator hönnun. Sem stendur er rannsóknarteymið í samstarfi við að sýna fram á sýnilega litróf LIDAR sem samanstendur af fasaskiptir fylkjum sem byggjast á slíkum örhringjum. Í framtíðinni er einnig hægt að beita því í mörg forrit eins og aukið ljós ólínuleika, nýja leysigeisla og nýja skammtaljósfræði.
Uppruni greinar: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. staðsett í "Silicon Valley" Kína - Beijing Zhongguancun, er hátæknifyrirtæki sem sérhæfir sig í að þjóna innlendum og erlendum rannsóknarstofnunum, rannsóknastofnunum, háskólum og vísindarannsóknastarfsmönnum fyrirtækja. Fyrirtækið okkar tekur aðallega þátt í sjálfstæðum rannsóknum og þróun, hönnun, framleiðslu, sölu á sjónrænum vörum og veitir nýstárlegar lausnir og faglega, persónulega þjónustu fyrir vísindamenn og iðnaðarverkfræðinga. Eftir margra ára sjálfstæða nýsköpun hefur það myndað ríka og fullkomna röð af ljósafmagnsvörum, sem eru mikið notaðar í sveitarfélögum, her, flutningum, raforku, fjármálum, menntun, læknisfræði og öðrum atvinnugreinum.
Við hlökkum til samstarfs við þig!
Pósttími: 29. mars 2023