Новый материал радикально снижает потери в чипах фотоники

Интегральные схемы фотоники обычно изготавливают из кремния — широко распространённого материала с хорошими оптическими свойствами. Но наряду с ним появляются новые, более продвинутые материальные платформы.

Одним из таких новых материалов является нитрид кремния (Si3N4). Исключительно низкие оптические потери (на порядки ниже, чем у кремния) делают его предпочтительным для таких приложений как узкополосные лазеры, фотонные линии задержки и нелинейная фотоника.

В статье, недавно опубликованной журналом Nature Communications, учёные из группы Тобиаса Киппенберга (Tobias J. Kippenberg), профессора Федеральной Политехнической школы Лозанны (EPFL), рассказали о разработанной ими технологии создания из нитрида кремния интегральных фотонных схем с рекордно низкими показателями оптических потерь и компактными габаритами.

Соединив вместе новейшие достижения в нанотехнологии и материаловедении, команда смогла изготовить схемы с оптическими потерями всего 1 дБ/м — рекордное значение для любого материала нелинейной интегральной фотоники. Столь низкие потери значительно сокращают бюджет мощности требуемый для создания оптических частотных микрогребёнок, используемых в когерентных оптических приёмопередатчиках, малошумящих микроволновых синтезаторах, лазерных радарах (LiDAR), нейроморфных и квантовых вычислениях, в оптических атомных часах.

Команда уже использовала свой новый процесс для разработки волноводов метровой длины, скомпонованных в микросхемы с габаритами основания всего 5×5 мм и микрорезонаторов высокой добротности. Они также отмечают высокий выход качественной продукции по их технологии, что особенно важно для налаживания промышленного производства.

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