Калтех напечатал оптические схемы из оптоволоконного стекла на кремниевых пластинах с потерями на уровне оптоволокна
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Калтеха напечатали оптические схемы из того же стекла, что используется в оптоволокне, непосредственно на 8- и 12-дюймовых кремниевых пластинах, достигнув потерь сигнала в видимом диапазоне, приближающихся к оптоволокну. Метод описан в статье в Nature; по словам команды, он может лечь в основу высококогерентных и энергоэффективных фотонных интегральных схем для оптических часов, гироскопов, ИИ-коммуникаций и квантовых вычислений.
Ключевые факты
- Исследователи напечатали оптические схемы из германосиликата — того же стекла, что используется в оптоволокне, — непосредственно на 8- и 12-дюймовых кремниевых пластинах.
- Волноводы уложены в спирали, что позволяет свету проходить гораздо более длинный оптический путь внутри очень малой площади чипа.
- Команда сообщила о методе в статье в Nature; ведущие авторы — постдок Калтеха Хао-Цзин Чэнь и аспирант Келлан Колберн.
- Керри Вахала говорит, что разработка обеспечивает характеристики, близкие к оптоволокну, в видимом диапазоне и позволит создавать технологии с пренебрежимо малыми потерями энергии.
- Генри Блаувельт, приглашённый научный сотрудник Калтеха и технический директор Emcore, отмечает, что волноводы также эффективно передают свет между оптическими волокнами и полупроводниковыми лазерами.
Изготовление волноводов
Волноводы изготавливаются из германосиликата — того же стекла, что и в оптоволокне, методом литографии, совместимым с производством микросхем на пластинах. По словам Вахала, команда много лет переводила катушечное производство оптоволокна на кремниевые пластины, стремясь сохранить сверхнизкие потери. Волноводы печатаются непосредственно на 8- и 12-дюймовых пластинах, используемых для компьютерных чипов. Вместо прямых линий волноводы уложены в спирали — подобно намотке оптоволокна на катушку, но в гораздо меньшем масштабе.
Характеристики в видимом диапазоне
На 8- и 12-дюймовых пластинах авторы зафиксировали потери сигнала в видимом диапазоне, приближающиеся к показателям оптоволокна. Оптоволокно достигает сверхнизких потерь благодаря очень чистому стеклу и исключительно гладкой поверхности. Ведущие авторы Хао-Цзин Чэнь и Келлан Колберн выполнили работу в лаборатории Вахала в Калтехе. Метод описан в статье, опубликованной в журнале Nature.
Применения и энергопотребление
Вахала говорит, что характеристики, близкие к оптоволокну, особенно в видимом диапазоне, позволят создавать технологии с пренебрежимо малыми потерями энергии в цепях. Среди возможных применений — оптические часы, гироскопы, коммуникации для дата-центров ИИ и квантовые вычисления. Генри Блаувельт, приглашённый научный сотрудник Калтеха и технический директор Emcore, отмечает эффективную передачу света между оптическими волокнами и полупроводниковыми лазерами. По его словам, такая передача важна для снижения общих энергозатрат серверной инфраструктуры.
1 источник
Калтех напечатал оптические схемы из оптоволоконного стекла на кремниевых пластинах с потерями на уровне оптоволокна
