Миниатюрный оптический диод использует звуковые волны

В Университете Урбана-Шампань (штат Иллинойс) разработаны оптические диоды, достаточно малогабаритные для интеграции в компьютерные чипы. Эти устройства способны решить многие проблемы, связанные с увеличением производительности и уменьшением габаритов фотонных схем.

Сегодня оптические диоды или оптические изоляторы — устройства, защищающие лазерные источники от обратных отражений и необходимые при маршрутизации сигналов в оптических сетях, изготавливаются с использованием материалов, меняющих свои свойства под воздействием магнитных полей. Известные магнито-оптические материалы во многих отношениях не устраивают чипмейкеров, которые настойчиво ищут альтернативу, не требующую применения магнитов.

Созданное в Иллинойсе устройство имеет габариты 200×100 мкм и сделано из нитрида алюминия — прозрачного материала, совместимого с технологическими процессами фотонного производства. Электронным лучом на это устройство нанесены миниатюрные электроды, которые используются для генерирования звуковых волн примерно так же, как это происходит в пьезоэлектрическом динамике.

Внутри устройства акустические волны вступают во взаимодействие со светом, заставляя его распространяться только в одном направлении. Продемонстрированный прототип стал первым немагнитным оптическим изолятором, перешагнувшим гигагерцевый рубеж быстродействия.

Авторы продолжают совершенствовать конструкцию своего оптического диода, в надежде дополнительно увеличить его пропускную способность. Они полагают, что такие устройства получат самое широкое применение в системах фотонных коммуникаций, в лазерных гироскопах, средствах навигации, в электронных часах, в энергоэкономичных датацентрах, а также в фундаментальных исследованиях.