Piifotoninen MEMS add-drop -suodatin

Yleensä kuituoptisien viestintäjärjestelmien aallonpituusjakoinen multipleksaus ja demultipleksaus tehdään fotonisilla integroiduilla piireillä.

Nämä PIC-piirit rajoittavat ja ohjaavat valoa mikromittakaavaisiin komponentteihin, jotka käsittelevät informaatiota useilla aallonpituuskanavilla, kuten ryhmitetyillä aaltoputkihiloilla tai integroiduilla rengasresonaattoreilla.

Journal of Optical Microsystems -lehdessä julkaistussa tutkimusartikkelissa, EPFL:n Hamed Sattari tutkimusryhmineen on osoittanut uuden tehokkaan komponentin demultipleksointiin. Temppu toteutetaan siirtämällä mekaanisesti piirengasresonaattoria fotonisessa integroidussa piirissä.

Rengasresonaattorin mekaaninen siirto mahdollistaa halutun aallonpituuskanavan ohjaamisen väyläaaltojohteeseen, ja toimii siten tehokkaasti mikromekaanisena add-drop-suodattimena.

Suodattimen sähköstaattinen käyttömekanismi perustuu MEMS-tekniikkaan. Vakiintuneisiin kulutuselektroniikan optisiin MEMS:in verrattuna uusi piifotoninen MEMS on noin kolme suuruusluokkaa pienempi.

Rengasresonaattorin aaltoputken poikkileikkaus on alle 650 nm x 220 nm ja alle 500 nm:n siirtymä riittää suodattimen toimintaan.

Tämä kompakti jalanjälki mahdollistaa nopean toiminnan verrattuna vakiintuneisiin MEMS-tuotteisiin ja sähköstaattinen käyttömekanismi varmistaa erittäin alhaisen virrankulutuksen, mikä tekee tästä uudesta suodattimesta energiankäytöltään erittäin tehokkaan.

Uusi komponentti on toteutettu IMEC:n piifotoniikka-alustalla ja toteutettu käyttämällä lyhyttä jälkikäsittelyvirtausta, jotta ripustetut MEMS-rakenteet voidaan vapauttaa turvallisesti kiekkotasoon yhteensopivassa prosessissa.

"MEMS:n integrointi piifotoniikkaan, joka on valmistettu standardoidussa valimoprosessissa, on teknologian virstanpylväs. Osoitamme, että fotoninen MEMS voidaan integroida vakiintuneiden korkean suorituskyvyn fotonikomponenttien rinnalle sirulle ja se voidaan skaalata suuriin määriin”, toteaa Niels Quack, joka johti fotonisten MEMS:in kehitystoimintaa EPFL:ssä Sveitsissä.

"Oma panoksemme osoittaa, että piifotoniset MEMS-järjestelmät ovat ottaneet tärkeän askeleen eteenpäin teknologian kypsymisessä", Sattari sanoo. "Laaja-alaisia fotonisia integroituja piirejä, jotka koostuvat tuhansista komponenteista, kuten add-drop-suodatin, voidaan nyt rakentaa, mikä tarjoaa puuttuvan alustan, joka voi tehdä datakeskuksista ja kuituoptisista viestintäsovelluksista energiatehokkaampia."

Aiheesta aiemmin: