'n Navorsingspan van Stanford Universiteit het aangekondig dat hulle 'n effektiewe passiewe ultra-dun laserisolator met silikon suksesvol vervaardig het.
Silikon-gebaseerde geïntegreerde stroombane sal Moore se wet volg en kan die vordering van halfgeleiertegnologie aandryf. Met die koms van fotoniese geïntegreerde stroombane het navorsers verder gegaan as die tradisionele stroombaanargitektuur. Die gebrek aan 'n stabiele en betroubare silikonskyfielaserbron was egter nog altyd 'n groot struikelblok wat die potensiaal van silikonfotoniese geïntegreerde stroombane beperk - elke laserstraal benodig 'n isolator om dit onstabiel te maak en te verhoed dat terugrefleksie die laser binnedring.
Tradisionele optiese vesel en groot optiese stelsels gebruik dikwels optiese isolators met Faraday Effect vir laseronderhoud. Alhoewel hierdie metode weer op die skyfie toegepas kan word, is die skaalbaarheid daarvan steeds swak omdat dit onversoenbaar is met komplementêre metaaloksied halfgeleier (CMOS) tegnologie. Aan die ander kant het wetenskaplikes ook vordering gemaak met die maak van niemagnetiese isolators (onafhanklik van die Faraday-effek), maar dit sal lei tot die kompleksiteit en kragverbruik van die hele stelsel.
In hul referaat gepubliseer in Nature Photonics, het navorsers van Stanford Universiteit voorgestel dat die ideale isolator heeltemal passief en niemagneties moet wees om die skaalbaarheid en verenigbaarheid glad met CMOS-tegnologie te bereik.
Hulle het 'n effektiewe passiewe skyfievlak-isolator geskep deur silikonmateriaal te gebruik, wat in 'n halfgeleiermateriaallaag honderde kere dunner as 'n stuk papier gelê kan word. Hierdie geïntegreerde deurlopende golf-isolator, gemaak van silikonnitried (SiN), 'n algemene halfgeleiermateriaal wat maklik is om massa te vervaardig, het 'n Kerr-effek.
Kerr-effek dui aan dat isotropiese materiale dubbelbrekend word onder die werking van 'n elektriese veld, en die elektriese veld wat deur lig veroorsaak word, sal lei tot die verandering van materiaalbrekingsindeks, wat eweredig is aan die ligbestraling. Laasgenoemde effek word meer betekenisvol in die laserstraal van gelyke intensiteit.
Die navorsingsresultate van bogenoemde span toon dat die Kerr-effek' in die SiN-ring die degenerasie tussen die kloksgewyse en antikloksgewyse modusse verbreek en toelaat dat golwe asimmetries oorgedra word. Die hooflaserstraal gaan deur die SiN-ring, wat veroorsaak dat fotone kloksgewys om die ring draai. Terselfdertyd laat die gereflekteerde straal die foton antikloksgewys draai. Die sirkulasie in die ring lei tot die ophoping van energie. Die verhoogde krag sal die swakker straal beïnvloed (in hierdie geval, die gereflekteerde straal), en die sterker straal sal nie geraak word nie.
Jelena Vukovovic, professor in elektriese ingenieurswese aan die Stanford Universiteit en senior navorsingskrywer, en haar span het 'n prototipe as bewys van konsep gevestig en die koppeling van twee ringisolators in kaskade gedemonstreer om voortreflike werkverrigting te behaal. Hulle het ook gerapporteer dat hulle die isolasie en verlies wat verband hou met die koppeling van die ringresonator kan balanseer deur die koppeling te verander.
Vervolgens beplan die navorsers om isolators verder te bestudeer met verskillende optiese frekwensies en sal werk om hierdie komponente te verminder om ander toepassings van chip-vlak isolators te ondersoek.
Bron van week.com
