Een samenwerking met Harvard University heeft geleid tot de ontwikkeling van een elektro-optische modulator van de nieuwe generatie die zijn omvangrijke voorganger zou kunnen verslaan door een kleiner, sterker, koeler, sneller en kosteneffectief on-chip systeem te creëren.

De nieuwe modulator werd mogelijk gemaakt door het gebruik van een "moeilijke" verbinding:siliciumcarbide. Siliciumcarbide werd meer dan drie decennia geleden voor het eerst erkend als een fotonica-wondermateriaal toen bleek dat het het "Pockels-effect" vertoonde - een lichtpolariserende techniek die wordt gebruikt in de elektrotechniek. Ondanks de uitzonderlijke duurzaamheid van siliciumcarbide in veeleisende elektrische, mechanische en stralingsomgevingen, is het gebruik ervan in fotonica beperkt gebleven.

De onderzoekers geloven dat hun techniek, die werd beschreven in Nature Communications , zal kwantumcommunicatie en microgolffotonica bevorderen door fotonische integratie te vergemakkelijken; de co-integratie met traditionele elektronica en kwantumstralers.

Hoofdonderzoeker van de University of Sydney's School of Electrical and Information Engineering Professor Xiaoke Yi zei:"Het gebruik van siliciumcarbide zal mogelijk een nieuw hoofdstuk openen van mogelijkheden in fotonica voor verschillende toepassingen, waaronder quantum computing."

Elektro-optische modulatoren coderen elektrische signalen op een optische drager. Ze zijn essentieel voor de werking van wereldwijde communicatiesystemen en datacenters die worden gebruikt in een reeks toepassingen en industriële omgevingen, zoals kunstmatige intelligentie (AI), breedbandnetwerken en high-performance computing.

"Modulatoren die het Pockels-effect gebruiken, maken gegevensoverdracht met lage verliezen, ultrasnelle en brede bandbreedte mogelijk. Het overwinnen van de eerdere onwerkbaarheid van siliciumcarbide kan unieke fotonisch-geïntegreerde circuits mogelijk maken om breedband- en snelle signalen te verzenden en te verwerken, evenals voor opkomende kwantumtechnologieën", zegt professor Yi, een filiaal van het Sydney Nano Institute.

"We hopen ook dat het zal helpen om fotonica te integreren met elektronica, wat mogelijk de weg vrijmaakt voor een nieuwe generatie geïntegreerde apparaten die worden gebruikt voor signaalverwerking, microgolffotonica, chip-to-chip of intra-chip-interconnecties."

Hoofdonderzoeker van de universiteit van Harvard, professor Marko Loncar, zei:"De siliciumcarbidemodulator zal waarschijnlijk toepassingen vinden in kwantumcommunicatie. Ze kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om de temporele en spectrale eigenschappen van kwantumstralers die in dit materiaal voorkomen te regelen, evenals om leid de fotonen op een herconfigureerbare manier."

De modulator van de University of Sydney en Harvard bleek geen signaaldegradatie te hebben en toonde stabiele werking bij hoge optische intensiteiten, waardoor hoge optische signaal-ruisverhoudingen mogelijk zijn voor moderne communicatie in datacenters, 6G en satellieten, en toekomstig kwantuminternet. + Verder verkennen

Eerste geïntegreerde laser op lithiumniobaatchip