Ċipep fotoniċi b'lejżers quantum fl-aħħar qed jinbnew mingħajr disinn mill-ġdid tas-sistema kollha
Dawn il-lejżers jaħdmu direttament fuq is-silikon u għadhom jgħixu sħana għolja għal aktar minn sitt snin
Ir-riċerkaturi tal-Università ta' Kalifornja imlew il-vojt tal-lejżer b'polimeri u kontroll tar-raġġ ta' preċiżjoni msiemer fuq-ċippa
Metodu ġdid ta 'fabbrikazzjoni jista' jagħmel iċ-ċirkwiti fotoniċi orħos u aktar prattiċi billi jintegra direttament lejżers quantum dot (QD) fuq ċipep tas-silikon, proċess li jista 'jinfluwenza kif tagħmir tad-dar intelliġenti futur, trackers tal-fitness, u anke laptops huma inġinerija.
It-tim ta 'riċerka, immexxi minn Rosalyn Koscica fl-Università ta' Kalifornja, kiseb dan billi għaqqad tliet strateġiji ewlenin.
Huma użaw konfigurazzjoni tal-lejżer tal-but għall-integrazzjoni diretta, segwew metodu ta' tkabbir ta' żewġ-passi li jinvolvi depożizzjoni tal-fwar kimiku metallorganiku u epitassi tar-raġġ molekulari, u introduċew teknika ta' mili tal-vojt-polimeru biex inaqqsu t-tixrid tar-raġġ ottiku.
Jingħalqu d-distakk b'inġinerija bir-reqqa
Dan l-iżvilupp jindirizza sfidi fit-tul li jinvolvu inkompatibilitajiet materjali u ineffiċjenzi tal-igganċjar li storikament illimitaw il-prestazzjoni u l-iskalabbiltà tas-sistemi fotoniċi integrati.
L-isforzi magħquda naqqsu d-distakk inizjali tal-interface u għamluha possibbli li l-lejżers jaħdmu b'mod affidabbli fuq chiplets fotoniċi tas-silikon.
Kif innutaw ir-riċerkaturi, "Applikazzjonijiet ta 'ċirkwit integrat fotoniku (PIC) jitolbu sorsi ta' dawl fuq-ċippa b'footprint żgħir ta' apparat biex jippermettu integrazzjoni aktar densa ta 'komponenti."
L-approċċ il-ġdid jippermetti lasing ta'-modalità waħda stabbli fil-frekwenza tal-faxxa O-, li huwa tajjeb-adattat għall-komunikazzjonijiet tad-dejta f'ċentri tad-dejta u sistemi ta' ħżin tas-sħab.
Billi jintegra l-lejżers direttament ma 'resonators taċ-ċirku magħmulin mis-silikon jew bl-użu ta' rifletturi Bragg distribwiti min-nitrur tas-silikon, it-tim indirizza wkoll kwistjonijiet relatati mal-allinjament u r-rispons ottiku.
Waħda mis-sejbiet l-aktar sorprendenti mir-riċerka hija kemm il-lejżers jaħdmu tajjeb taħt is-sħana.
"Il-lasers QD integrati tagħna wrew temperatura għolja lasing sa 105 grad u ħajja ta '6.2 snin waqt li joperaw f'temperatura ta' 35 grad," tgħid is-Sinjura Koscica.
Dawn il-metriċi tal-prestazzjoni jissuġġerixxu livell ta 'stabbiltà termali li qabel kien diffiċli biex jinkiseb b'disinji integrati b'mod monolitiku.
Din ir-reżiljenza termali tiftaħ il-bieb għal applikazzjonijiet aktar durabbli f'ambjenti tad-dinja reali-, fejn il-varjazzjonijiet fit-temperatura jistgħu jillimitaw l-affidabbiltà tal-komponenti fotoniċi.
Jista 'wkoll inaqqas il-ħtieġa għal tkessiħ attiv, li tradizzjonalment żied l-ispiża u l-kumplessità għad-disinji tal-passat.
Lil hinn mill-prestazzjoni, il-metodu ta' integrazzjoni jidher adattat tajjeb għall-manifattura fuq-skala kbira.
Minħabba li t-teknika tista 'tiġi eżegwita f'funderiji ta' semikondutturi standard u ma teħtieġx bidliet kbar fl-arkitettura taċ-ċippa sottostanti, hija għandha wegħda għal adozzjoni usa '.
Ir-riċerkaturi jargumentaw li l-metodu huwa "kost-effettiv" u "jista 'jaħdem għal firxa ta' disinji ta 'ċippa integrata fotonika mingħajr ma jeħtieġ modifiki estensivi jew kumplessi."
Cela dit, l-approċċ x'aktarx se jiffaċċja skrutinju rigward il-konsistenza madwar wejfers kbar u l-kompatibilità ma 'sistemi fotoniċi kummerċjali.
Ukoll, is-suċċess f'ambjenti kkontrollati tal-laboratorju ma jiggarantixxix skjerament bla xkiel f'settings tal-manifattura tal-massa.
Xorta waħda, il-kombinazzjoni ta' disinn tal-laser kompatt, kompatibilità ma' proċessi konvenzjonali, u integrazzjoni tal-funzjonalità tal-O-band jagħmlu dan l-iżvilupp notevoli.
Miċ-ċentri tad-dejta għal sensuri avvanzati, din l-integrazzjoni tal-laser-kompatibbli tas-silikon tista' tressaq iċ-ċirkwiti fotoniċi eqreb lejn il-vijabbiltà tas-suq tal--massa.
