ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പവർ ഉള്ള ഏറ്റവും ചെറിയ ദൃശ്യ പ്രകാശ ഘട്ടം മോഡുലേറ്റർ പിറന്നു

സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, വിവിധ രാജ്യങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ഗവേഷകർ ഇൻഫ്രാറെഡ് പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ കൃത്രിമത്വം തുടർച്ചയായി മനസ്സിലാക്കുന്നതിനും ഹൈ-സ്പീഡ് 5G നെറ്റ്‌വർക്കുകൾ, ചിപ്പ് സെൻസറുകൾ, ഓട്ടോണമസ് വാഹനങ്ങൾ എന്നിവയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നതിനും സംയോജിത ഫോട്ടോണിക്സ് ഉപയോഗിച്ചു. നിലവിൽ, ഈ ഗവേഷണ ദിശ തുടർച്ചയായി ആഴത്തിലാക്കുന്നതോടെ, ഗവേഷകർ ചെറിയ ദൃശ്യപ്രകാശ ബാൻഡുകളുടെ ആഴത്തിലുള്ള കണ്ടെത്തൽ നടത്താനും ചിപ്പ്-ലെവൽ LIDAR, AR/VR/MR (എൻഹാൻസ്ഡ്/വെർച്വൽ/ഹൈബ്രിഡ്) റിയാലിറ്റി) ഗ്ലാസുകൾ, ഹോളോഗ്രാഫിക് ഡിസ്പ്ലേകൾ, ക്വാണ്ടം പ്രോസസ്സിംഗ് ചിപ്പുകൾ, തലച്ചോറിൽ സ്ഥാപിച്ച ഒപ്‌റ്റോജെനെറ്റിക് പ്രോബുകൾ മുതലായവ പോലുള്ള കൂടുതൽ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വികസിപ്പിക്കാനും തുടങ്ങിയിട്ടുണ്ട്.

ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫേസ് മോഡുലേറ്ററുകളുടെ വലിയ തോതിലുള്ള സംയോജനമാണ് ഓൺ-ചിപ്പ് ഒപ്റ്റിക്കൽ റൂട്ടിംഗിനും ഫ്രീ-സ്പേസ് വേവ്ഫ്രണ്ട് ഷേപ്പിംഗിനുമുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ സബ്സിസ്റ്റത്തിന്റെ കാതൽ. വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ സാക്ഷാത്കാരത്തിന് ഈ രണ്ട് പ്രാഥമിക പ്രവർത്തനങ്ങളും അത്യാവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ദൃശ്യപ്രകാശ ശ്രേണിയിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫേസ് മോഡുലേറ്ററുകൾക്ക്, ഒരേ സമയം ഉയർന്ന ട്രാൻസ്മിറ്റൻസിന്റെയും ഉയർന്ന മോഡുലേഷന്റെയും ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നത് പ്രത്യേകിച്ചും വെല്ലുവിളി നിറഞ്ഞതാണ്. ഈ ആവശ്യകത നിറവേറ്റുന്നതിന്, ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡും ലിഥിയം നിയോബേറ്റ് വസ്തുക്കളും പോലും വോളിയവും വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവും വർദ്ധിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്.

ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിനായി, കൊളംബിയ യൂണിവേഴ്സിറ്റിയിലെ മൈക്കൽ ലിപ്സണും നാൻഫാങ് യുവും അഡിയബാറ്റിക് മൈക്രോ-റിംഗ് റെസണേറ്ററിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഒരു സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് തെർമോ-ഒപ്റ്റിക് ഫേസ് മോഡുലേറ്റർ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. മൈക്രോ-റിംഗ് റെസണേറ്റർ ശക്തമായ കപ്ലിംഗ് അവസ്ഥയിലാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നതെന്ന് അവർ തെളിയിച്ചു. കുറഞ്ഞ നഷ്ടത്തോടെ ഫേസ് മോഡുലേഷൻ നേടാൻ ഉപകരണത്തിന് കഴിയും. സാധാരണ വേവ്ഗൈഡ് ഫേസ് മോഡുലേറ്ററുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഉപകരണത്തിന് സ്ഥലത്തിലും വൈദ്യുതി ഉപഭോഗത്തിലും കുറഞ്ഞത് ഒരു ക്രമത്തിലുള്ള കുറവ് ഉണ്ട്. ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഉള്ളടക്കം നേച്ചർ ഫോട്ടോണിക്സിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്.

സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് ഫോട്ടോണിക്‌സ് മേഖലയിലെ പ്രമുഖ വിദഗ്ദ്ധനായ മൈക്കൽ ലിപ്‌സൺ പറഞ്ഞു: "ഞങ്ങളുടെ നിർദ്ദിഷ്ട പരിഹാരത്തിന്റെ താക്കോൽ ഒരു ഒപ്റ്റിക്കൽ റെസൊണേറ്റർ ഉപയോഗിക്കുകയും ശക്തമായ കപ്ലിംഗ് അവസ്ഥയിൽ പ്രവർത്തിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്."

ഒപ്റ്റിക്കൽ റെസൊണേറ്റർ വളരെ സമമിതിയിലുള്ള ഒരു ഘടനയാണ്, ഇതിന് ഒരു ചെറിയ റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചിക മാറ്റത്തെ ഒന്നിലധികം പ്രകാശ രശ്മികളുടെ ചക്രങ്ങളിലൂടെ ഒരു ഘട്ടം മാറ്റമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയും. സാധാരണയായി, ഇതിനെ മൂന്ന് വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തന അവസ്ഥകളായി തിരിക്കാം: "അണ്ടർ കപ്ലിംഗ്", "അണ്ടർ കപ്ലിംഗ്." ക്രിട്ടിക്കൽ കപ്ലിംഗ്", "സ്ട്രോംഗ് കപ്ലിംഗ്." അവയിൽ, "അണ്ടർ കപ്ലിംഗ്" പരിമിതമായ ഘട്ടം മോഡുലേഷൻ മാത്രമേ നൽകാൻ കഴിയൂ, കൂടാതെ അനാവശ്യമായ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മാറ്റങ്ങൾ കൊണ്ടുവരും, കൂടാതെ "ക്രിട്ടിക്കൽ കപ്ലിംഗ്" ഗണ്യമായ ഒപ്റ്റിക്കൽ നഷ്ടത്തിന് കാരണമാകും, അതുവഴി ഉപകരണത്തിന്റെ യഥാർത്ഥ പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കും.

പൂർണ്ണമായ 2π ഫേസ് മോഡുലേഷനും കുറഞ്ഞ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മാറ്റവും നേടുന്നതിന്, ഗവേഷണ സംഘം മൈക്രോറിംഗിനെ "ശക്തമായ കപ്ലിംഗ്" അവസ്ഥയിൽ കൈകാര്യം ചെയ്തു. മൈക്രോറിംഗും "ബസും" തമ്മിലുള്ള കപ്ലിംഗ് ശക്തി മൈക്രോറിംഗിന്റെ നഷ്ടത്തേക്കാൾ കുറഞ്ഞത് പത്തിരട്ടി കൂടുതലാണ്. നിരവധി ഡിസൈനുകൾക്കും ഒപ്റ്റിമൈസേഷനും ശേഷം, അന്തിമ ഘടന താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇത് ഒരു ടേപ്പർ വീതിയുള്ള ഒരു റെസൊണന്റ് റിംഗാണ്. ഇടുങ്ങിയ വേവ്ഗൈഡ് ഭാഗം "ബസിനും" മൈക്രോ-കോയിലിനും ഇടയിലുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ കപ്ലിംഗ് ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. വിശാലമായ വേവ്ഗൈഡ് ഭാഗം സൈഡ്‌വാളിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ സ്‌കാറ്ററിംഗ് കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെ മൈക്രോറിംഗിന്റെ പ്രകാശ നഷ്ടം കുറയ്ക്കുന്നു.

പ്രബന്ധത്തിന്റെ ആദ്യ രചയിതാവായ ഹെക്വിംഗ് ഹുവാങ് പറഞ്ഞു: "5 μm മാത്രം ആരവും 0.8 mW മാത്രം π-ഫേസ് മോഡുലേഷൻ പവർ ഉപഭോഗവുമുള്ള ഒരു മിനിയേച്ചർ, ഊർജ്ജ സംരക്ഷണം, വളരെ കുറഞ്ഞ നഷ്ടം ഉള്ള ദൃശ്യപ്രകാശ ഘട്ടം മോഡുലേറ്റർ ഞങ്ങൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുണ്ട്. അവതരിപ്പിച്ച ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് വ്യതിയാനം 10% ൽ താഴെയാണ്. ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രത്തിലെ ഏറ്റവും ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള നീല, പച്ച ബാൻഡുകൾക്ക് ഈ മോഡുലേറ്റർ ഒരുപോലെ ഫലപ്രദമാണ് എന്നതാണ് ഏറ്റവും അപൂർവമായ കാര്യം."

ഇലക്ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ സംയോജനത്തിന്റെ നിലവാരത്തിൽ എത്തുന്നതിൽ നിന്ന് വളരെ അകലെയാണെങ്കിലും, ഫോട്ടോണിക് സ്വിച്ചുകൾക്കും ഇലക്ട്രോണിക് സ്വിച്ചുകൾക്കും ഇടയിലുള്ള വിടവ് അവരുടെ പ്രവർത്തനം നാടകീയമായി കുറച്ചിട്ടുണ്ടെന്ന് നാൻഫാങ് യു ചൂണ്ടിക്കാട്ടി. "മുൻ മോഡുലേറ്റർ സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരു നിശ്ചിത ചിപ്പ് ഫുട്പ്രിന്റും പവർ ബജറ്റും നൽകിയാൽ 100 ​​വേവ്ഗൈഡ് ഫേസ് മോഡുലേറ്ററുകളുടെ സംയോജനം മാത്രമേ അനുവദിച്ചിരുന്നുള്ളൂവെങ്കിൽ, കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രവർത്തനം നേടുന്നതിന് നമുക്ക് ഇപ്പോൾ ഒരേ ചിപ്പിൽ 10,000 ഫേസ് ഷിഫ്റ്ററുകൾ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും."

ചുരുക്കത്തിൽ, ഈ ഡിസൈൻ രീതി ഇലക്ട്രോ-ഒപ്റ്റിക് മോഡുലേറ്ററുകളിൽ പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും, അതുവഴി കൈവശപ്പെടുത്തിയ സ്ഥലവും വോൾട്ടേജ് ഉപഭോഗവും കുറയ്ക്കാം. മറ്റ് സ്പെക്ട്രൽ ശ്രേണികളിലും മറ്റ് വ്യത്യസ്ത റെസൊണേറ്റർ ഡിസൈനുകളിലും ഇത് ഉപയോഗിക്കാം. നിലവിൽ, അത്തരം മൈക്രോറിംഗുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഫേസ് ഷിഫ്റ്റർ അറേകൾ അടങ്ങിയ ദൃശ്യ സ്പെക്ട്രം LIDAR പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നതിന് ഗവേഷണ സംഘം സഹകരിക്കുന്നു. ഭാവിയിൽ, മെച്ചപ്പെടുത്തിയ ഒപ്റ്റിക്കൽ നോൺ-ലീനിയാരിറ്റി, പുതിയ ലേസറുകൾ, പുതിയ ക്വാണ്ടം ഒപ്റ്റിക്സ് തുടങ്ങിയ നിരവധി ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും ഇത് പ്രയോഗിക്കാൻ കഴിയും.

ലേഖന ഉറവിടം: https://mp.weixin.qq.com/s/O6iHstkMBPQKDOV4CoukXA

ചൈനയിലെ "സിലിക്കൺ വാലി"യിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ബീജിംഗ് റോഫിയ ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് കമ്പനി ലിമിറ്റഡ് - ബീജിംഗ് സോങ്‌ഗുവാൻകുൻ, ആഭ്യന്തര, വിദേശ ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ, ഗവേഷണ സ്ഥാപനങ്ങൾ, സർവകലാശാലകൾ, എന്റർപ്രൈസ് ശാസ്ത്ര ഗവേഷണ ഉദ്യോഗസ്ഥർ എന്നിവരെ സേവിക്കുന്നതിനായി സമർപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ഹൈടെക് സംരംഭമാണ്. ഞങ്ങളുടെ കമ്പനി പ്രധാനമായും സ്വതന്ത്ര ഗവേഷണ വികസനം, രൂപകൽപ്പന, നിർമ്മാണം, ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വിൽപ്പന എന്നിവയിൽ ഏർപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ശാസ്ത്ര ഗവേഷകർക്കും വ്യാവസായിക എഞ്ചിനീയർമാർക്കും നൂതന പരിഹാരങ്ങളും പ്രൊഫഷണൽ, വ്യക്തിഗതമാക്കിയ സേവനങ്ങളും നൽകുന്നു. വർഷങ്ങളുടെ സ്വതന്ത്ര നവീകരണത്തിന് ശേഷം, മുനിസിപ്പൽ, സൈനിക, ഗതാഗതം, വൈദ്യുതി, ധനകാര്യം, വിദ്യാഭ്യാസം, മെഡിക്കൽ, മറ്റ് വ്യവസായങ്ങൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോട്ടോഇലക്‌ട്രിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ സമ്പന്നവും പൂർണ്ണവുമായ ഒരു പരമ്പര ഇത് രൂപീകരിച്ചു.

നിങ്ങളുമായുള്ള സഹകരണത്തിനായി ഞങ്ങൾ ആഗ്രഹിക്കുന്നു!