Nanofotonische circuits, kleine chips die licht filteren en sturen, last hebben van kleine willekeurige variaties die de transmissie van licht verslechteren. Onderzoekers hebben nu een manier gevonden om die variaties te compenseren, wat kan leiden tot energiebesparingen in datacenters en computerapparatuur. De onderzoekers van de Universiteit Utrecht (Debye Instituut), Universiteit Twente (MESA+ Instituut voor Nanotechnologie) en Thales Research &Technology France publiceerden hun resultaten in het toonaangevende optische tijdschrift Optica Express op 21 februari.

Optische communicatie wordt wereldwijd toegepast:vrijwel elke snelle internetverbinding wordt tegenwoordig verzorgd door glasvezel. Vandaag, een actief ontwikkelingsgebied is het gebruik van optische communicatie op de schaal van een enkele chip, om het stroomverbruik in computers en datacenters te verminderen. Een van de veelbelovende manieren om de lichtvoortplanting op zo'n chip te sturen, is het gebruik van gekoppelde fotonische kristal-nanoresonatoren, waar licht wordt doorgelaten tussen resonatoren die zijn afgestemd op exact dezelfde resonantiefrequentie. Deze frequenties worden bepaald door de vorm en structuur van elke resonator. Echter, zelfs de best mogelijke nanofabricage vandaag, waarin de gaten zijn geplaatst met een precisie van tien keer de diameter van een atoom, kleine willekeurige variaties veroorzaken veranderingen in de resonantiefrequenties, die de transmissie van licht verslechteren.

Digitale holografie technieken

De onderzoekers hebben nu een optische methode voorgesteld en experimenteel gedemonstreerd om fotonische kristal-nanoresonatoren te controleren. Ze maken gebruik van digitale holografietechnieken om verschillende plekken laserlicht op bepaalde posities te focussen. Het laserlicht verwarmt lokaal de nanofotonische chip en maakt de willekeurige variaties ongedaan. Bovendien, met deze methode kunnen de onderzoekers fotonische circuits programmeren door ze in en uit resonantie te schakelen. De resultaten, gepubliceerd in het open access tijdschrift Optics Express, zal bijdragen aan de voortdurende ontwikkeling van krachtige communicatie- en computerapparatuur met een laag vermogen.