🇺🇸 Горизонты технологий. Фотонные чипы. Германосиликаты. США

Потери света в фотонных чипах приближены к показателям оптоволокна

Исследователи Калифорнийского технологического института (Caltech) разработали технологию фотонных чипов с низкими потерями при передаче света в диапазоне от видимого спектра до телекоммуникационных длин волн. Работа опубликована в журнале Nature.

Ключевой показатель - потери света в новом фотонном чипе составляют менее 0,1 дБ/м в широком диапазоне длин волн: от 458 нм (синий спектр) до 1550 нм (телекоммуникационный диапазон). Этот результат сопоставим с показателями стандартного телекоммуникационного оптоволокна. В кольцевых резонаторах, изготовленных по новой технологии, достигнута оптическая добротность более 180 млн на всех измеренных длинах волн.

Как этого добились

Достижение стало возможным благодаря применению CMOS-совместимого процесса производства на основе германосиликата (легированного германием кварцевого стекла) того же материала, который используется для сердцевины оптоволоконных кабелей.

Ученые адаптировали стандартный литографический процесс для формирования наноразмерных волноводов на поверхности 8- и 12-дюймовых кремниевых пластин. Волноводы выполнены в форме спиралей, что позволяет свету проходить большой оптический путь на малой площади кристалла.

Благодаря сравнительно низкой температуре плавления германосиликата, исследователи применяют процесс «reflow» (оплавление) в печи, за счет чего поверхность волноводов сглаживается до неровностей атомарного уровня. Это подавляет рассеяние, характерное для "традиционных" схем кремниевой фотоники. (..)

@RUSmicro / MForum.ru