🔬 Кремниевая фотоника. Горизонты технологий

Создана ПЛИС на основе кремниевой фотоники

Ученые из NTT Research, Корнеллского и Стэнфордского университетов представили программируемый оптический чип. Это существенно расширяет возможности применения нелинейной фотоники. Прежде всего, это важно для ситуаций, когда необходима возможность быстрой перенастройки устройств и высокая производительность.

Основа оптической ПЛИС – ядро из нитрида кремния (SiN). Этот материал прозрачен для ИК-диапазона и способен работать как линзы из стекла для видимого света, его отличают низкие оптические потери.

На основе создаются волноводы, конфигурация которых не меняется. На них поступают лазерные импульсы, которые создают зоны с нелинейной интенсивностью света, например, со сдвигами фаз или где проявляется интерференция световых волн «схемы» и полезного сигнала.

Для «перепрограммирования» схемы достаточно менять световой «узор», причем переключения происходят мгновенно. Программирующая подсветка создает пространственное распределение нелинейности в волноводе, определяющее его функцию.

Использование такого подхода позволит использовать нелинейную оптику в крупномасштабных оптических схемах, например, преобразователях частоты, синтезаторах сигналов произвольной формы, широко перестраиваемых классических и квантовых источниках света.

В рамках исследования ученые не просто заявили о принципе, а продемонстрировали несколько конкретных функций на одном чипе, включая произвольное формирование импульсов и настраиваемую генерацию второй гармоники.

Возможность использования перенастраиваемых устройств открывает новые горизонты в разработке различных устройств на базе кремниевой фотоники – в устройствах квантовых вычислений, в телекоммуникационных системах.

Разработка ломает устоявшуюся за десятилетия парадигму "одно устройство — одна функция" в нелинейной оптике, открывая путь к созданию универсальных и гибких фотонных процессоров.

@RUSmicro по материалам NTT-Research, картинка - NTT-Research