Разработан метод печати фотонных чипов на основе германосиликата — материала, используемого в оптоволокне
Ученые описали свой метод в статье, недавно опубликованной в журнале Nature.
«В течение многих лет мы работали над тем, чтобы перенести технологию изготовления оптического волокна на основе катушек на кремниевые пластины, сохранив при этом главное преимущество волокна — сверхнизкие потери», — говорит Керри Вахала профессор кафедры информационных наук и технологий и прикладной физики в Калифорнийском технологическом институте.
«Мы разработали метод печати оптических схем, изготовленных из того же материала, что и оптическое волокно, непосредственно на 8- и 12-дюймовых пластинах, которые используются для производства компьютерных чипов. Такой переход к характеристикам, близким к характеристикам оптического волокна, особенно в видимом диапазоне, позволит создать новые технологии, в которых потери энергии в схемах будут пренебрежимо малыми»
Чтобы создать волноводы (наноразмерные каналы внутри чипа, по которым распространяется свет), команда адаптировала германосиликат— тот же материал, что используется в оптическом волокне, — с помощью производственного процесса на основе литографии. Волноводы расположены по спирали, что позволяет увеличить длину оптического пути. Это похоже на наматывание света на катушку с оптоволокном, но занимает значительно меньше места благодаря нанопроизводству.
«Германо-силикатные волноводы демонстрируют чрезвычайно низкие потери, а также легко адаптируются для эффективной передачи света между оптическими волокнами и полупроводниковыми лазерами, что крайне важно для снижения общих энергозатрат серверной инфраструктуры», — говорит Генри Блаувельт (доктор философии, 1983 г.), приглашенный научный сотрудник в области прикладной физики и материаловедения в Калифорнийском технологическом институте, технический директор компании Emcore, специализирующейся на фотонных схемах, и автор недавней статьи.
Устройства, созданные на основе новой платформы команды Калифорнийского технологического института, уже сравнялись по эффективности в ближнем инфракрасном диапазоне с предыдущими устройствами, изготовленными из нитрида кремния — материала, широко используемого в оптике благодаря низким потерям при передаче данных. Важно отметить, что новый материал значительно превосходит нитрид кремния по характеристикам в видимом диапазоне.
«Благодаря сравнительно низкой температуре плавления материала мы можем помещать наши устройства в печь, чтобы «переплавить» поверхность наших волноводов и сделать ее гладкой вплоть до уровня отдельных атомов, что в значительной степени подавляет сильные потери на рассеяние, которые ограничивают возможности обычных фотонных кристаллов видимого диапазона, — говорит Чен. — На видимой длине волны наша новая платформа превосходит нитрид кремния в 20 раз, и у нас есть возможности для дальнейшего совершенствования».
Сообщение Разработан метод печати фотонных чипов на основе германосиликата — материала, используемого в оптоволокне появились сначала на Время электроники.