Разработан новый тип интегрированного фотонного устройства, способного генерировать шир... — 5 августа 2026 г. в 18:05:35.716
Разработан новый тип интегрированного фотонного устройства, способного генерировать широкий диапазон световых частот на чипе Современные фотонные чипы могут выполнять сложные оптические функции на устройствах размером меньше ногтя. Они все чаще используются для генерации, обработки и измерения света в самых разных областях — от связи до сенсорики. Но в большинстве этих чипов основная работа выполняется с помощью одного материала, что ограничивает спектр возможных оптических эффектов. Исследователи продемонстрировали новый подход: разделение работы между двумя материалами. Как сообщается в Advanced Photonics, ученые объединили два нелинейно-оптических эффекта, которые обычно проявляются по отдельности. В их устройстве ядро из нитрида кремния генерирует оптические частотные гребенки, а окружающий его слой диоксида кремния — комбинационное рассеяние. Используя преимущества обоих материалов, команда создала новый тип интегрированного фотонного устройства, способного генерировать широкий диапазон световых частот на чипе. На первый взгляд идея кажется простой. Свет, проходящий через фотонную цепь, обычно концентрируется в сердцевине волновода, в то время как окружающая его оболочка в основном служит для удержания света. Исследователи обнаружили, что часть циркулирующего света естественным образом распространяется на оболочку. Вместо того чтобы считать эту область пассивной, они сконструировали устройство таким образом, чтобы свет мог активно с ней взаимодействовать. В результате получилась гибридная система, в которой каждый материал обладает своими уникальными свойствами. Кремний обеспечивает рамановский прирост — процесс, при котором свет взаимодействует с молекулярными колебаниями и возникает на новой частоте. Нитрид кремния, в свою очередь, хорошо известен своей сильной нелинейностью Керра, которая позволяет генерировать оптические частотные гребенки — точно расположенные друг от друга наборы световых частот, которые часто называют оптическими линейками. Устройство состоит из кольцевого резонатора из нитрида кремния, окружённого кремнезёмом. Около 31 процента циркулирующего оптического поля перекрывается оболочкой, что позволяет свету взаимодействовать с обоими материалами при прохождении по кольцу. Такое расположение позволило добиться того, чего ранее не удавалось добиться в интегрированной фотонике на основе нитрида кремния: рамановской генерации. Хотя нитрид кремния стал одним из важнейших материалов в интегрированной фотонике благодаря низким оптическим потерям и широкому рабочему диапазону, сам по себе он не обеспечивает достаточного рамановского усиления. Воспользовавшись этой способностью кварцевой облицовки, исследователи смогли преодолеть это ограничение. Подробнее: https://russianelectronics.ru/dva-materiala-odin-fotonnyj/ #новостиэлектроники