Решена ключевая проблема производства оптических чипов нового поколения
Ученые из Университета Стратклайда придумали инновационный способ создания миниатюрных светоуправляющих компонентов. Он открывает новые горизонты для крупномасштабного производства современной оптики, востребованной в квантовых устройствах, коммуникационных сетях и чувствительных сенсорах, пишет Tech Xplore.
Исследование специалистов посвящено фотонным кристаллическим резонаторам (PhCC) — структурам размером в доли миллиметра, эффективно контролирующим распространение света. Эти элементы играют ключевую роль в разработке передовых решений, включая квантовую обработку данных и искусственную нейросеть на фотонах. Ранее изготовление крупных массивов PhCC сдерживалось небольшими отклонениями в производстве: даже мельчайшие погрешности вели к значительному изменению свойств каждой единицы, препятствуя созданию однородных групп на одной подложке.
Проблему удалось решить путем физического извлечения отдельных PhCC из базовой кремниевой основы и размещения их на новой подложке с точной сортировкой по оптическим параметрам в реальном времени. Используя разработанную индивидуальную систему интеграции полупроводниковых устройств, ученые могут манипулировать и позиционировать микроскопические фотонные устройства с беспрецедентной точностью и производительностью.
«Данная система уникальна тем, что впервые обеспечивает возможность выполнения оптических измерений прямо в процессе интеграции устройств. Ранее процесс монтажа напоминал игру с конструктором Lego — компоненты собирались вслепую, без знания характеристик каждого элемента. Сейчас же благодаря возможности контроля производительности непосредственно в ходе сборки открываются перспективы для разработки более совершенных и усложненных конструкций», — комментирует руководитель проекта Шон Боммер.
За одну сессию команде удалось эффективно переместить и точно расположить 119 PhCC по параметру резонансной длины волны. Речь идет о специфической длине световой волны, при которой материал наиболее активно поглощает или пропускает излучение. Это позволило создать уникальный массив, изготовление которого было бы невозможным традиционными способами. Кроме того, интегрированная платформа помогла впервые зафиксировать динамику реакции устройств в процессе печати, раскрыв природу механических эффектов, проявляющихся как мгновенно, так и постепенно, в течение секунд и даже часов.
По словам профессора Михаэля Стрейна, заведующего кафедрой микросхемной фотоники Института Фраунгофера и RAEng, возможность калибровки деталей после изготовления станет ключевым фактором их широкого внедрения. Сегодня ученые сосредоточены на объединении различных типов полупроводниковых изделий на едином кристалле для разработки многофункциональных высокоэффективных комплексов для телекоммуникаций, квантовых технологий, сенсорики и иных областей.
Тем временем российские физики разработали эффективный способ определения антибиотика в молоке. Подробнее о нем рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.
