Замена стекла металлом улучшит оптоэлектронику

Команда из ETH Zurich под руководством профессора информатики и электротехники, Юрга Лойтхольда (Juerg Leuthold), разработала плазменный модулятор — устройство, превращающее свет из волоконно-оптического источника в поверхностные плазмонные колебания, которые можно модулировать импульсами электрических сигналов. После преобразования плазмонов обратно в свет, на выходе получаются оптические данные, содержащие закодированную в них информацию из электрического источника.

До последнего времени среди учёных преобладало убеждение, что металл не может заменить стекло в качестве материала для оптических компонентов микроэлектроники, поскольку оптические сигналы могут проходить в нём всего лишь около 100 мкм.

Первое устройство, созданное в ETH Zurich два года назад, хотя и стало самым быстрым и самым миниатюрным из известных модуляторов, но содержало некоторые стеклянные компоненты. Теперь учёные заменили стеклянные элементы металлическими аналогами, что позволило им сконструировать ещё более миниатюрный и высокопроизводительный модулятор.

Он имеет размеры всего 3×36 мкм, в этом масштабе металл является хорошим проводником для информации как в электрическом, так и в оптическом виде. Схема опытного образца изготовлена из золота на стеклянной основе, однако стекло здесь можно заменить любой подложкой с достаточно гладкой поверхностью. Кроме того, вместо золота в дальнейшем предполагается использовать менее дорогую медь.

В экспериментах новый прототип продемонстрировал передачу данных со скоростью до 116 Гб/с. По мнению авторов, рассказавших о новом достижении в журнале Science, дальнейшие усовершенствования их технологии позволят добиться ещё более высокой пропускной способности.

Исследователи уже работают над коммерциализацией изобретения с одним промышленным партнёром и ведут переговоры с другими. Параллельно они продолжают устранять оставшиеся технические недостатки своего модулятора. В частности, они рассчитывают существенно уменьшить потери интенсивности сигнала при его модуляции.

Такие устройства могут использоваться не только в телекоммуникациях, но и для обмена данными между чипами внутри компьютера, в оптических дальномерах автономных машин, а также в дисплеях.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365