- Fichas fotônicas com lasers quânticas estão finalmente sendo construídas sem redesenhar todo o sistema
- Esses lasers trabalham diretamente em silicone e sobreviveram em alta temperatura por mais de seis anos.
- Pesquisadores da Universidade da Califórnia preencheram a lacuna a laser com polímeros e chip de controle de feixe sensível pregado
Um novo método de fabricação pode torná -lo mais barato e mais prático, integrando diretamente circuitos fotônicos, lasers de pontos quânticos, futuros dispositivos domésticos inteligentes, espectadores de fitness e até laptops.
A equipe de pesquisa, liderada por Rosalyn Koscica na Universidade da Califórnia, conseguiu combinar três estratégias básicas.
Eles usaram uma configuração de laser móvel para integração direta, seguiu um método de crescimento de dois palcos contendo acumulação de vapor químico metalorgânico e epitaxos de feixe molecular e adicionaram uma técnica de enchimento de lacunas de polímero para reduzir a propagação do feixe óptico.
Fechando a lacuna com engenharia cuidadosa
Esse desenvolvimento lida com desafios longos, incluindo incompatibilidades materiais e ineficiência de unificação que limita o desempenho e a escalabilidade dos sistemas fotônicos integrados.
Os esforços combinados minimizaram o primeiro espaço da interface e tornaram possível que os lasers trabalhem de maneira confiável em chips fotônicos de silicone.
Como os pesquisadores apontam, “as aplicações de circuito integrado fotônico (PIC) requerem fontes de luz no chip com uma pequena pegada de dispositivo para permitir uma integração de componentes mais intensa”.
A nova abordagem fornece lasagem estável de modo único na frequência da banda O adequada para a comunicação de dados em centers de dados e sistemas de armazenamento em nuvem.
A equipe lidou com o alinhamento e o feedback óptico, integrando os lasers diretamente de silicone a ressonadores de toques ou refletos de Bragg distribuídos do nitrado de silicone.
Uma das descobertas mais surpreendentes da pesquisa é o desempenho dos lasers sob calor.
“Nossos lasers de QD integrados mostraram uma alta temperatura até 105 ° C e uma vida útil de 6,2 anos enquanto trabalhava a uma temperatura de 35 ° C.
Essas métricas de desempenho mostram um nível de estabilidade térmica difícil de alcançar com projetos integrados monolíticos.
Essa flexibilidade térmica abre a porta de aplicações mais resistentes em ambientes do mundo real, onde as flutuações de temperatura podem limitar a confiabilidade dos componentes fotônicos.
Também pode reduzir a necessidade de resfriamento ativo que tradicionalmente adiciona custo e complexidade aos projetos anteriores.
Além do desempenho, o método de integração parece ser muito adequado para a produção em grande escala.
O padrão técnico promete uma adoção mais ampla, pois pode ser realizada em documentos padrão de semicondutores e não requer grandes alterações na arquitetura de chips subjacente.
Os pesquisadores argumentam que o método é “VE econômico e pode funcionar em uma série de designs de chips integrados fotônicos sem a necessidade de modificações abrangentes ou complexas”.
No entanto, a abordagem provavelmente enfrentará um estudo de consistência entre grandes bolachas e conformidade com sistemas fotônicos comerciais.
Além disso, o sucesso em ambientes de laboratório controlado não garante distribuição suave em ambientes de produção em massa.
No entanto, a combinação de um design compacto a laser, compatibilidade com processos tradicionais e a integração da funcionalidade da banda O tornam esse desenvolvimento notável.
De data centers a sensores avançados, essas integração a laser compatíveis com silicone podem aproximar os circuitos fotônicos da sobrevivência do mercado de massa.
Através IEEE
