Yhdistetty "kilparata" mahdollistaa uuden optisen laitteen01.01.2024 Caltechin soveltavan fysiikan professori ja hänen tutkimusryhmänsä ovat tehneet läpimurron tavassa, jolla lyhyet pulssit muodostuvat tärkeässä uudessa materiaalissa, nimeltään ultra-low-loss piinitride (ULL-nitride), piistä ja typestä muodostuva yhdiste. Piinitridi valmistetaan erittäin puhtaaksi ja kerrostetaan ohueksi kalvoksi. Periaatteessa tästä materiaalista valmistetut lyhytpulssiset mikrokampalaitteet vaatisivat toimiakseen hyvin vähän tehoa. ULL:lla on kuitenkin normaali dispersio, mikä estää ULL-nitridistä valmistettuja aaltoputkia tukemasta mikrokampatoiminnan edellyttämiä lyhyitä pulsseja. Nature Photonicsissa ilmestyneessä artikkelissa tutkijat keskustelevat uuden mikrokamman kehittämisestä, joka voittaa ULL-nitridin luontaiset optiset rajoitukset tuottamalla pulsseja pareittain. Tämä on merkittävä kehitys, koska ULL-nitridi on luotu samalla tekniikalla kuin tietokonesirujen valmistuksessa. Tavallisen mikrokamman erottuvin piirre on pieni optinen silmukka, joka näyttää pieneltä kilparadalta. Käytön aikana solitonit muodostuvat automaattisesti ja kiertävät sen rataa. "Kuitenkin, kun tämä silmukka on valmistettu ULL-nitridistä, dispersio horjuttaa solitonipulsseja", sanoo jatko-opiskelija Zhiquan Yuan. Tiimin suunnittelema ratkaisu oli luoda useita kilparatoja ja yhdistää ne osittain rinnakkain, jossa laserpulssia sitoutuvat toisiinsa. Tutkijatiimi on myös osoittanut, kuinka kolme kilparataa toimii luomalla kaksi pulssiparia. Vahala uskoo, että ilmiö toimii jatkossakin monien kytkettyjen kilparatojen (mikrokampojen) kanssa, mikä tarjoaa tavan luoda suuria fotonipiiriryhmiä solitonipulsseille. Tutkijoiden mukaa CMOS-prosessin valmistuksen skaalautuvuus tarkoittaa, että nyt on helpompaa ja taloudellisempaa valmistaa lyhytpulssisia mikrokampoja ja integroida ne olemassa oleviin teknologioihin ja sovelluksiin. Kyky luoda monivärisiä pulssipareja useiden renkaiden yli on myös tärkeä uusi ominaisuus mikrokammoissa. Se voi laajentaa täysin optisten solitonipuskurien ja -muistien käsitettä useisiin tallennusrenkaisiin, jotka multipleksoivat solitonin värin suhteen ja jotka ovat spatiaalisesti osoitettavissa. Tulokset ehdottavat myös uutta alustaa topologisen fotoniikan ja kvanttikampojen tutkimukselle. Aiheesta aiemmin: Laser ja mikrokampa samalle sirulle |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.