అతి చిన్న కనిపించే కాంతి దశ మాడ్యులేటర్ అత్యల్ప శక్తితో పుట్టింది

ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, వివిధ దేశాల పరిశోధకులు పరారుణ కాంతి తరంగాల తారుమారుని వరుసగా గ్రహించడానికి మరియు వాటిని హై-స్పీడ్ 5G నెట్‌వర్క్‌లు, చిప్ సెన్సార్లు మరియు స్వయంప్రతిపత్త వాహనాలకు వర్తింపజేయడానికి ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోనిక్‌లను ఉపయోగిస్తున్నారు. ప్రస్తుతం, ఈ పరిశోధన దిశ నిరంతరం లోతుగా ఉండటంతో, పరిశోధకులు చిన్న దృశ్యమాన కాంతి బ్యాండ్‌లను లోతుగా గుర్తించడం మరియు చిప్-స్థాయి LIDAR, AR/VR/MR (మెరుగైన/వర్చువల్/హైబ్రిడ్) రియాలిటీ) గ్లాసెస్, హోలోగ్రాఫిక్ డిస్‌ప్లేలు, క్వాంటం ప్రాసెసింగ్ చిప్‌లు, మెదడులో అమర్చిన ఆప్టోజెనెటిక్ ప్రోబ్‌లు మొదలైన మరింత విస్తృతమైన అప్లికేషన్‌లను అభివృద్ధి చేయడం ప్రారంభించారు.

ఆన్-చిప్ ఆప్టికల్ రూటింగ్ మరియు ఫ్రీ-స్పేస్ వేవ్‌ఫ్రంట్ షేపింగ్ కోసం ఆప్టికల్ సబ్‌సిస్టమ్ యొక్క ప్రధాన అంశం ఆప్టికల్ ఫేజ్ మాడ్యులేటర్‌ల యొక్క పెద్ద-స్థాయి ఏకీకరణ. వివిధ అప్లికేషన్‌ల సాక్షాత్కారానికి ఈ రెండు ప్రాథమిక విధులు చాలా అవసరం. అయితే, కనిపించే కాంతి పరిధిలోని ఆప్టికల్ ఫేజ్ మాడ్యులేటర్‌ల కోసం, అదే సమయంలో అధిక ట్రాన్స్‌మిటెన్స్ మరియు అధిక మాడ్యులేషన్ అవసరాలను తీర్చడం చాలా సవాలుగా ఉంటుంది. ఈ అవసరాన్ని తీర్చడానికి, అత్యంత అనుకూలమైన సిలికాన్ నైట్రైడ్ మరియు లిథియం నియోబేట్ పదార్థాలు కూడా వాల్యూమ్ మరియు విద్యుత్ వినియోగాన్ని పెంచాలి.

ఈ సమస్యను పరిష్కరించడానికి, కొలంబియా విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన మిచల్ లిప్సన్ మరియు నాన్ఫాంగ్ యు అడియాబాటిక్ మైక్రో-రింగ్ రెసొనేటర్ ఆధారంగా సిలికాన్ నైట్రైడ్ థర్మో-ఆప్టిక్ ఫేజ్ మాడ్యులేటర్‌ను రూపొందించారు. మైక్రో-రింగ్ రెసొనేటర్ బలమైన కలపడం స్థితిలో పనిచేస్తుందని వారు నిరూపించారు. పరికరం కనీస నష్టంతో ఫేజ్ మాడ్యులేషన్‌ను సాధించగలదు. సాధారణ వేవ్‌గైడ్ ఫేజ్ మాడ్యులేటర్‌లతో పోలిస్తే, ఈ పరికరం స్థలం మరియు విద్యుత్ వినియోగంలో కనీసం ఒక పరిమాణ తగ్గింపు క్రమాన్ని కలిగి ఉంటుంది. సంబంధిత కంటెంట్ నేచర్ ఫోటోనిక్స్‌లో ప్రచురించబడింది.

సిలికాన్ నైట్రైడ్ ఆధారంగా ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోనిక్స్ రంగంలో ప్రముఖ నిపుణుడు మిచల్ లిప్సన్ ఇలా అన్నారు: "మా ప్రతిపాదిత పరిష్కారానికి కీలకం ఆప్టికల్ రెసొనేటర్‌ను ఉపయోగించడం మరియు బలమైన కలపడం స్థితిలో పనిచేయడం."

ఆప్టికల్ రెసొనేటర్ అనేది చాలా సుష్ట నిర్మాణం, ఇది కాంతి కిరణాల బహుళ చక్రాల ద్వారా చిన్న వక్రీభవన సూచిక మార్పును దశ మార్పుగా మార్చగలదు. సాధారణంగా, దీనిని మూడు వేర్వేరు పని స్థితులుగా విభజించవచ్చు: “అండర్ కప్లింగ్” మరియు “అండర్ కప్లింగ్.” క్రిటికల్ కప్లింగ్” మరియు “స్ట్రాంగ్ కప్లింగ్.” వాటిలో, “అండర్ కప్లింగ్” పరిమిత దశ మాడ్యులేషన్‌ను మాత్రమే అందించగలదు మరియు అనవసరమైన వ్యాప్తి మార్పులను పరిచయం చేస్తుంది మరియు “క్లిష్టమైన కప్లింగ్” గణనీయమైన ఆప్టికల్ నష్టాన్ని కలిగిస్తుంది, తద్వారా పరికరం యొక్క వాస్తవ పనితీరును ప్రభావితం చేస్తుంది.

పూర్తి 2π దశ మాడ్యులేషన్ మరియు కనిష్ట వ్యాప్తి మార్పును సాధించడానికి, పరిశోధనా బృందం మైక్రోరింగ్‌ను "బలమైన కలపడం" స్థితిలో మార్చింది. మైక్రోరింగ్ మరియు "బస్" మధ్య కలపడం బలం మైక్రోరింగ్ నష్టం కంటే కనీసం పది రెట్లు ఎక్కువ. వరుస డిజైన్లు మరియు ఆప్టిమైజేషన్ తర్వాత, తుది నిర్మాణం క్రింద ఉన్న చిత్రంలో చూపబడింది. ఇది టేపర్డ్ వెడల్పుతో ప్రతిధ్వని రింగ్. ఇరుకైన వేవ్‌గైడ్ భాగం "బస్" మరియు మైక్రో-కాయిల్ మధ్య ఆప్టికల్ కలపడం బలాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. వైడ్ వేవ్‌గైడ్ భాగం సైడ్‌వాల్ యొక్క ఆప్టికల్ స్కాటరింగ్‌ను తగ్గించడం ద్వారా మైక్రోరింగ్ యొక్క కాంతి నష్టం తగ్గుతుంది.

ఈ పరిశోధనా పత్రం యొక్క మొదటి రచయిత హెకింగ్ హువాంగ్ కూడా ఇలా అన్నారు: "మేము కేవలం 5 μm వ్యాసార్థం మరియు 0.8 mW యొక్క π-దశ మాడ్యులేషన్ విద్యుత్ వినియోగంతో ఒక సూక్ష్మ, శక్తి-పొదుపు మరియు చాలా తక్కువ-నష్టం దృశ్య కాంతి దశ మాడ్యులేటర్‌ను రూపొందించాము. ప్రవేశపెట్టబడిన వ్యాప్తి వైవిధ్యం 10% కంటే తక్కువ. అరుదైన విషయం ఏమిటంటే, ఈ మాడ్యులేటర్ దృశ్య వర్ణపటంలో అత్యంత క్లిష్టమైన నీలం మరియు ఆకుపచ్చ బ్యాండ్‌లకు సమానంగా ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది."

ఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తుల ఏకీకరణ స్థాయికి అవి చాలా దూరంలో ఉన్నప్పటికీ, వాటి పని ఫోటోనిక్ స్విచ్‌లు మరియు ఎలక్ట్రానిక్ స్విచ్‌ల మధ్య అంతరాన్ని నాటకీయంగా తగ్గించిందని నాన్‌ఫాంగ్ యు ఎత్తి చూపారు. "మునుపటి మాడ్యులేటర్ టెక్నాలజీ నిర్దిష్ట చిప్ ఫుట్‌ప్రింట్ మరియు పవర్ బడ్జెట్ ఇచ్చిన 100 వేవ్‌గైడ్ ఫేజ్ మాడ్యులేటర్‌ల ఏకీకరణను మాత్రమే అనుమతించినట్లయితే, ఇప్పుడు మనం మరింత సంక్లిష్టమైన పనితీరును సాధించడానికి ఒకే చిప్‌లో 10,000 ఫేజ్ షిఫ్టర్‌లను ఏకీకృతం చేయవచ్చు."

సంక్షిప్తంగా, ఈ డిజైన్ పద్ధతిని ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్లకు అన్వయించవచ్చు, తద్వారా ఆక్రమిత స్థలం మరియు వోల్టేజ్ వినియోగాన్ని తగ్గించవచ్చు. దీనిని ఇతర స్పెక్ట్రల్ పరిధులు మరియు ఇతర విభిన్న రెసొనేటర్ డిజైన్లలో కూడా ఉపయోగించవచ్చు. ప్రస్తుతం, పరిశోధన బృందం అటువంటి మైక్రోరింగ్‌ల ఆధారంగా దశ షిఫ్టర్ శ్రేణులతో కూడిన దృశ్య స్పెక్ట్రం LIDARను ప్రదర్శించడానికి సహకరిస్తోంది. భవిష్యత్తులో, దీనిని మెరుగైన ఆప్టికల్ నాన్‌లీనియారిటీ, కొత్త లేజర్‌లు మరియు కొత్త క్వాంటం ఆప్టిక్స్ వంటి అనేక అనువర్తనాలకు కూడా అన్వయించవచ్చు.

కథన మూలం: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA

చైనాలోని "సిలికాన్ వ్యాలీ" - బీజింగ్ జోంగ్‌గువాన్‌కున్‌లో ఉన్న బీజింగ్ రోఫియా ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ కో., లిమిటెడ్, దేశీయ మరియు విదేశీ పరిశోధనా సంస్థలు, పరిశోధనా సంస్థలు, విశ్వవిద్యాలయాలు మరియు ఎంటర్‌ప్రైజ్ శాస్త్రీయ పరిశోధన సిబ్బందికి సేవలందించడానికి అంకితమైన ఒక హైటెక్ సంస్థ. మా కంపెనీ ప్రధానంగా స్వతంత్ర పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి, రూపకల్పన, తయారీ, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తుల అమ్మకాలలో నిమగ్నమై ఉంది మరియు శాస్త్రీయ పరిశోధకులు మరియు పారిశ్రామిక ఇంజనీర్లకు వినూత్న పరిష్కారాలు మరియు వృత్తిపరమైన, వ్యక్తిగతీకరించిన సేవలను అందిస్తుంది. సంవత్సరాల స్వతంత్ర ఆవిష్కరణల తర్వాత, ఇది మునిసిపల్, మిలిటరీ, రవాణా, విద్యుత్ శక్తి, ఆర్థికం, విద్య, వైద్య మరియు ఇతర పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్న ఫోటోఎలక్ట్రిక్ ఉత్పత్తుల యొక్క గొప్ప మరియు పరిపూర్ణ శ్రేణిని ఏర్పాటు చేసింది.

మేము మీతో సహకారం కోసం ఎదురు చూస్తున్నాము!