מוליך גל של סיליקון-ננו-חלקיקליפוטוני

איך להשתמש בטמפון? (יוני 2019).

Anonim

דרך חדשה להדריך באור יעיל בקשקשים זעירים הודגמה על ידי צוות של A-STAR. השיטה שלהם, אשר כוללת הזדנבות חלקיקי סיליקון, הוא מבטיח עבור יישומים כגון מעגלים משולבים מבוססי אור, biosensors ותקשורת קוונטית.

העברת אור על קשקשים קטנים הוא קריטי עבור יישומים רבים, והוא מבוצע בדרך כלל באמצעות גליל מלבני מוליכים גלגל - מעגל אופטי שווה חוטים במעגלים אלקטרוניים. כדי לכווץ מכשירים נוספים, חלקיקים מתכתיים נבדקו כחלופה, אבל בזמן שהם טובים מאוד ב אור על קשקשים קטנים, הם נוטים לדלוף הרבה אור.

עכשיו, ראובן באקר, Arseniy קוזנצוב ועמיתיהם במכון אחסון נתונים * STAR יש לבוא עם שיטה יעילה יותר הכוללת מחרוזת של חלקיקי סיליקון גלילי. הננו-חלקיקים הראשונים נרגשים באמצעות אור ולאחר מכן מיקרוסקופ אופטי ליד שדה סורק את האור שמגיע לננו-חלקיקלה נוספת בהמשך הקו (ראה תמונה). כאשר הם עשו זאת, הצוות מצא כי הירידה בעוצמת האור הייתה נמוכה.

"זוהי ההפגנה הניסויית הראשונה שמראה מהודים מצמידים יכולה להדריך באור חזק מאוד את הממדים באורך גל נמוך ביותר ובאורכים של כמה מאות מיקרומטרים", אומר קוזנצוב. "זהו הצעד הראשון לקראת גישה חדשה לגמרי לפוטוניקה של סיליקון".

חלקיקי אינם במגע ישיר אחד עם השני. במקום זאת, האור מועבר לחלקיקים הבאים באמצעות תהודות שדה מגנטי. "כל אחד מהחלקיקים האלה הוא מפזר מהדהד - אז אם אתה לוקח חלקיק אחד הוא יפזר אור לכל הכיוונים", מסביר קוזנצוב. "אבל כשאנחנו מרכיבים את כל החלקיקים האלה, הם פועלים כמדריך גל אחד בלי דולף."

יתרון גדול אחד של שימוש חלקיקים סיליקון היא שהם תואמים את תהליכי ייצור בשימוש כיום על ידי תעשיית המוליכים למחצה. "אתה יכול להשתמש באותם תהליכים CMOS לעשות פוטוניקה סיליקון", אומר קוזנצוב. "אתה פשוט לשנות את המסכה ואת הפריסה ולהוסיף רכיבים אחרים ללא כל סיבוכים נוספים."

למרות שדגמנה את המערכת ואת התנהגותה כמדריך גל לפני ביצוע המדידות, הצוות עדיין היה מופתע עד כמה זה עבד בפועל. "הופתענו שזה עבד כל כך טוב", נזכרת באקר. "אנחנו קצת tweaked את הגיאומטריה קצת, אבל כדי לקבל אותם ביצועים כל כך טוב אחרי רק כמה חזרות היה די צפוי."

הצוות כבר הוכיח את אותו רעיון באורכי גל תקשורת. עכשיו הם עובדים על פיתוח רכיבים שונים על שבב פוטוניים על פי הרעיון.

menu
menu