science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Optische nanoantenne met hoge bitrate ontwikkeld voor gebruik met optische golfgeleider

Schema van een golfgeleider-geïntegreerde plasmonische nanoantenne voor mode-selectieve polarisatie (de)multiplexing. Het apparaat koppelt licht van orthogonale polarisaties in verschillende richtingen en modi van de onderliggende siliciumgolfgeleider. Credit: wetenschappelijke vooruitgang (2017). DOI:10.1126/sciadv.1700007

(Phys.org) - Een team van onderzoekers van verschillende instellingen in Duitsland en Australië heeft een optische nanoantenne met hoge bitrate ontwikkeld die ze gebruikten met een optische golfgeleider. In hun paper gepubliceerd op de open access-site wetenschappelijke vooruitgang , het team legt uit hoe hun apparaat werkt en hun plannen om het te verbeteren om het commerciëler te maken.

Een optische nanoantenne afdrukken op een optische golfgeleider, zoals de onderzoekers opmerken, is nog steeds een nieuw idee - de meeste van dergelijke inspanningen hebben betrekking op apparaten die licht koppelen aan een golfgeleidermodus. In deze nieuwe poging de onderzoekers hebben het idee naar voren gebracht met een apparaat dat in staat is om informatiestromen te sorteren en te routeren die zijn gecodeerd in een lichtstraal met behulp van verschillende polarisaties. Bovendien, ze hebben een manier gevonden om dit te doen met behulp van optische componenten die veel kleiner zijn dan andere apparaten - tot submicrometergrootte, wat de mogelijkheid opent voor fotonica-componenten met een hoge dichtheid op een chip. Ze melden dat hun apparaat in staat is tot directionele, polarisatieselectieve en modusselectieve routering op een siliciumribgolfgeleider. Hun inspanningen, zij merken op, demonstreren dat de integratie van nanoantenne in golfgeleiders het potentieel biedt voor het ontwikkelen van nieuwe telecommunicatietoepassingen met hoge bitrate.

Een optische nanoantenne werkt door gebruik te maken van plasmonica:licht dat op een metaal valt, zorgt ervoor dat elektronen op het oppervlak in plasmongolven bewegen. Deze hebben golflengten die kleiner zijn dan de kleinste lichtgolflengte, wat betekent dat onderzoekers apparaten kunnen maken die zo klein zijn dat ze informatie kunnen overbrengen met behulp van fotonen. Een van de doelen van onderzoekers op dit gebied is het creëren van geïntegreerde schakelingen die informatie verwerken en verplaatsen met behulp van fotonen in plaats van elektronen. Om een ​​dergelijk doel te bereiken, zijn optische golfgeleiders nodig die informatie kunnen routeren die wordt weergegeven door fotonen.

"Onze uitvinding kan worden gebruikt om deze processors te verbinden met optische draden die gegevens duizenden keren sneller tussen processors verzenden dan metalen draden. Dit zal een soepele weergave mogelijk maken en grootschalige parallelle berekeningen die nodig zijn voor een goede spelervaring." Krediet:Australian National University

Het nieuwe apparaat is gemaakt met behulp van extreem kleine goudstaven, die, het team merkt op, vormt een probleem voor commercialisering - het edelmetaal moet worden vervangen door een ander om het CMOS-compatibel te maken. Het team is ook van plan om de transmissie-efficiëntie van hun apparaat te verbeteren, en overwegen om circuits te maken door hun apparaten samen te voegen.

© 2017 Fys.org