EPFL desarrolla circuitos fotónicos integrados novedosos de pérdida ultrabaja

Abril 23, 2021

Los chips fotónicos integrados generalmente están hechos de silicio que es abundante y tiene buenas propiedades ópticas. Pero el silicio no puede realizar todas las funciones requeridas en la fotónica integrada, por lo que han surgido nuevas plataformas de materiales.

Uno de ellos es el nitruro de silicio (Si 3 N 4 ), cuya pérdida óptica excepcionalmente baja (órdenes de magnitud inferior a la del silicio) lo ha convertido en el material de elección para aplicaciones en las que una pérdida baja es fundamental, como los láseres de ancho de línea estrecho. , líneas de retardo fotónico y fotónica no lineal.

Ahora, los científicos del grupo del profesor Tobias Kippenberg de la Facultad de Ciencias Básicas de la EPFL han desarrollado una nueva tecnología para producir circuitos fotónicos integrados de nitruro de silicio ("PIC") con pérdidas ópticas récord bajas y huellas pequeñas.

Combinando nanofabricación y ciencia de materiales, la tecnología se basa en el proceso fotónico Damasceno desarrollado en EPFL. Usando este proceso, el equipo hizo circuitos integrados de pérdidas ópticas de solo 1 dB / m, un valor récord para cualquier material fotónico integrado no lineal.

Esta baja pérdida reduce significativamente el presupuesto de energía para construir peines de frecuencia óptica a escala de chip ("micropeines"), utilizados en aplicaciones como transceptores ópticos coherentes, sintetizadores de microondas de bajo ruido, LiDAR, computación neuromórfica e incluso relojes atómicos ópticos.

El equipo utilizó la nueva tecnología para desarrollar guías de onda de un metro de largo en chips de 5x5 mm 2 y microrresonadores de factor de alta calidad. También informan de un alto rendimiento de fabricación, que es esencial para escalar a la producción industrial.

“Estos dispositivos de chip ya se han utilizado para amplificadores ópticos paramétricos, láseres de ancho de línea estrecho y peines de frecuencia de escala de chip”, dijo el Dr. Junqiu Liu, quien dirigió la fabricación en el Centro de MicroNanoTechnology (CMi) de EPFL.

"También esperamos ver que nuestra tecnología se utilice para aplicaciones emergentes como LiDAR coherente, redes neuronales fotónicas y computación cuántica".

Fuente: https://optics.org/news/12/4/31