Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Team ontwikkelt een laserprinter voor fotonische chips

"Deze nieuwe technologie pakt dat probleem aan. Met behulp van onze methode kunnen fotonische circuits die voorheen in dure en moeilijk toegankelijke faciliteiten moesten worden gefabriceerd, nu worden geprint en opnieuw geconfigureerd in laboratoria, klaslokalen en zelfs garagewerkplaatsen, door een snelle, lage -apparaat dat ongeveer zo groot is als een conventionele desktoplaserprinter."

Voordelen voor studenten, onderzoekers en industrie

Studenten zijn niet de enigen die baat hebben bij deze nieuwe manier om fotonische geïntegreerde schakelingen te maken. Voor onderzoekers zal deze vooruitgang een veel snellere doorlooptijd mogelijk maken voor het prototypen en testen van een nieuw idee voordat waardevolle tijd in een nanofabricagefaciliteit wordt geboekt.

En voor industriële toepassingen is een groot voordeel van deze methode voor het produceren van fotonische geïntegreerde schakelingen de herconfigureerbaarheid. Bedrijven zouden deze technologie bijvoorbeeld mogelijk kunnen gebruiken om herconfigureerbare optische verbindingen in datacenters te creëren, vooral in systemen die kunstmatige intelligentie en machinaal leren ondersteunen, wat zou leiden tot kostenbesparingen en productie-efficiëntie.

Li's onderzoeksteam bestond uit UW ECE-afgestudeerde student Changming Wu, hoofdauteur van het artikel, en kwam samen met Li op het idee voor deze nieuwe manier om fotonische geïntegreerde schakelingen te bouwen. UW ECE-afgestudeerde student Haoqin Deng heeft ook bijgedragen aan de inspanning. Hun werk is het nieuwste resultaat van een zes jaar durende onderzoekslijn aan de UW die ook de vooruitgang op het gebied van optisch computergebruik omvat. Het is ook een voortzetting van een productieve samenwerking met professoren Ichiro Takeuchi en Carlos A. Ríos Ocampo en hun studenten aan de Universiteit van Maryland.

"Het is heel spannend om in slechts één enkele stap een heel fotonisch circuit te kunnen schrijven, zonder een ingewikkeld fabricageproces. En het feit dat we in ons eigen laboratorium elke wijziging aan een deel van het circuit kunnen aanbrengen en het kunnen herschrijven en opnieuw uitvoeren, is geweldig." geweldig”, aldus Wu. "Het is een kwestie van minuten versus een proces dat een hele dag duurt. Het is een enorme opluchting om het hele fabricageproces binnen een paar minuten te kunnen voltooien in plaats van wat vaak enkele dagen of zelfs een week duurt."

De prestaties verbeteren, een commercieel apparaat bouwen

De methode die het team heeft ontwikkeld heeft bewezen te werken, maar het concept bevindt zich nog in de beginfase. Li heeft echter een voorlopige patentaanvraag ingediend en hij heeft plannen om een ​​desktoplaserschrijver voor fotonische geïntegreerde schakelingen te bouwen. Deze printer kan tegen een betaalbare prijs worden verkocht en op grote schaal worden gedistribueerd naar onderzoekslaboratoria en onderwijsinstellingen over de hele wereld. Hij werkt ook samen met marktleiders om mogelijke toepassingen van deze nieuwe technologie in programmeerbare fotonische chips en herconfigureerbare optische netwerken te promoten.

Deze laserprinter voor fotonische chips zal gebruik maken van een staging-systeem dat het substraat veel nauwkeuriger zal verplaatsen dan bij een traditionele desktopprinter. Het team zal manieren zoeken om de prestaties te optimaliseren terwijl ze een prototype bouwen. Ze zullen ook werken aan het verminderen van optische verliezen in het faseveranderingsmateriaal dat ze gebruiken door verder onderzoek in de materiaalkunde en laserschrijftechnieken. Hierdoor kan de printer nog gedetailleerdere en geavanceerdere schakelingen produceren dan momenteel mogelijk is.

Li zei dat hij en zijn onderzoeksteam erg enthousiast waren over wat ons te wachten stond.

"Deze technologie kan de gewenste fotonische circuits creëren, maar kan ook worden toegevoegd aan reeds bestaande elektronische circuits. En omdat het herconfigureerbaar en herbruikbaar is, opent het gewoon veel mogelijkheden voor studenten, onderzoekers en de industrie", aldus Li. "Wat voor mij het meest opwindend is, is dat we potentieel een enorme impact zullen hebben op het gebied van de fotonica door deze nieuwe tool en technologie te verspreiden onder de bredere onderzoeksgemeenschap."

Meer informatie: Changming Wu et al., Freeform direct-write en herschrijfbare fotonische geïntegreerde schakelingen in dunne films met faseverandering, Wetenschappelijke vooruitgang (2024). DOI:10.1126/sciadv.adk1361

Journaalinformatie: Wetenschappelijke vooruitgang

Aangeboden door Universiteit van Washington




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Droogte onthult dinosaurussporen in Amerikaans park
  2. Studie:Grote witte haaien zwemmen steeds dieper
  3. Een bacterieel stroomdiagram maken
  4. Hoe spreken felle kleuren kinderen aan?
  5. Artikel geeft een gedetailleerd overzicht van deelnemers aan Golden Retriever Lifetime Study
  6. De rol van Taq Polymerase in PCR
  7. Hoe beïnvloedt de temperatuur het metabolisme?
  8. Het gebruik van glowsticks in vallen verhoogt de vangst van amfibieën in studie aanzienlijk
  9. Mensen evolueren nog steeds - Heres the Evidence

Wetenschap