เทคนิคใหม่ในดักจับคลื่นเสียงและแสงบนชิปในวงจรขนาดใหญ่
ในทศวรรษที่ผ่านมาชิปและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีขนาดเล็กลงและเร็วขึ้นอย่างทวีคูณ วิศวกรเกือบจะถึงขีด จํากัด ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบดั้งเดิมและขณะนี้อยู่ในขั้นตอนของการเปลี่ยนจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เป็นโฟโตนิกส์โดยใช้แสงแทนอิเล็กตรอน ในระดับนี้ความท้าทายใหม่ ๆ ทุกประเภทเกิดขึ้น
ตัวอย่างเช่น การรบกวนที่เล็กที่สุดหรือเอฟเฟกต์ควอนตัมสามารถบิดเบือนสัญญาณและทําให้ไม่สามารถใช้งานได้ ตอนนี้ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัย Twente ได้เพิ่มโซลูชันใหม่ให้กับกล่องเครื่องมือโฟโตนิก
การกรองการขยายและการประมวลผลของสัญญาณแสงเป็นสิ่งสําคัญในการพัฒนาเทคนิคการสื่อสารโทรคมนาคมใหม่, เลนส์ควอนตัมและเซ็นเซอร์. เส้นทางหนึ่งในการทําเช่นนี้อย่างมีประสิทธิภาพคือการใช้เทคนิคปฏิสัมพันธ์ทางทัศนมาตรศาสตร์ที่สอดคล้องกันที่เรียกว่าการกระตุ้นการกระเจิงของ Brillouin
ในเทคนิคนี้เลเซอร์ที่ปรับแต่งอย่างประณีตสองตัวจะสร้างคลื่นเสียงที่มีความถี่สูงกว่าเกณฑ์การได้ยินของมนุษย์ถึง 1 ล้านเท่าและดักจับไว้ในท่อนําคลื่น แสงที่ส่งผ่านท่อนําคลื่นจะโต้ตอบกับคลื่นเสียงซึ่งจะสะท้อนส่วนที่เล็กมากและเฉพาะเจาะจงของสเปกตรัมแสง กรองสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ
"แม้ว่าการกระเจิงของ Brillouin จะได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ก็ไม่สามารถนําไปประยุกต์ใช้กับชิปที่เหมาะสมสําหรับใช้ในชีวิตประจําวันของเราได้อย่างแน่นอน" ศาสตราจารย์ David Marpaung ศาสตราจารย์ผู้นํากลุ่มวิจัย Nonlinear Nanophotonics กล่าว "การดักจับคลื่นเสียงในท่อนําคลื่นนานพอที่จะมีประสิทธิภาพได้พิสูจน์แล้วว่ายากมาก'
การรั่วไหลของอะคูสติก' เป็นปัญหาใหญ่ในแพลตฟอร์มที่ใช้ซิลิกอนแบบดั้งเดิมที่ป้องกันการโต้ตอบของ Brillouin ที่แข็งแกร่ง และวัสดุทางเลือกมักจะไม่เสถียร เปราะบาง หรือเป็นพิษ"
ความก้าวหน้าด้วยท่อนําคลื่นซิลิคอนไนไตรด์หลายชั้น
ทีมวิจัยที่มหาวิทยาลัย Twente ได้ใช้ซิลิคอนไนไตรด์หลายชั้นที่มีการสูญเสียต่ํา (Si3N4) วงจรนาโนโฟโตนิกเพื่อจํากัดทั้งคลื่นแสงและคลื่นอะคูสติก วงจรเหล่านี้ประกอบด้วยท่อนําคลื่นเกลียวยาว 50 ซม.
การตั้งค่านี้จะดักจับคลื่นเสียงและป้องกันการรั่วไหลของอะคูสติกที่เกิดขึ้นเมื่อใช้แกนซิลิคอนไนไตรด์เดี่ยว นอกเหนือจากผลลัพธ์ที่มีแนวโน้มในการตั้งค่าการทดลองแล้วนักวิจัยยังได้จัดทําข้อพิสูจน์การทํางานของแนวคิดและการใช้งานจริงอื่น ๆ Roel Botter ผู้เขียนบทความคนแรกกล่าวว่า "เราสาธิตตัวกรองรอยบากการยกเลิก RF และผลลัพธ์ที่ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยอดเยี่ยมสําหรับ Brillouin ที่กระตุ้นในอนาคตที่กระเจิงบนชิปซิลิคอนไนไตรด์"
Marpaung กล่าวเสริมว่า "การวิจัยของเราทําให้การรวมตัวของ Brillouin ที่กระตุ้นการกระเจิงในวงจรขนาดใหญ่เป็นไปได้ ชิปใหม่เหล่านี้สามารถรวมเข้ากับเทคโนโลยีที่เกิดขึ้นใหม่อื่น ๆ เช่นเลเซอร์ที่ปรับได้หวีความถี่และวงจรโฟโตนิกที่ตั้งโปรแกรมได้ซึ่งอาจทําให้พวกเขามีส่วนร่วมในการพัฒนาสาขาในอนาคตตั้งแต่การสื่อสารโทรคมนาคมไปจนถึงคอมพิวเตอร์ควอนตัม"
บทความวิจัยที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 7 ตุลาคมใน Science Advances เป็นผลมาจากการศึกษา 4 ปีเกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการกระเจิงของ Brillouin ที่ถูกกระตุ้นในวงจรซิลิคอนไนไตรด์โฟโตนิก การวิจัยเกิดขึ้นที่สถาบัน MESA+ ที่มหาวิทยาลัย Twente โดยร่วมมือกับ Dr. Yang Liu นักวิทยาศาสตร์ที่ห้องปฏิบัติการโฟโตนิกส์และการวัดควอนตัมที่ EPFL ในสวิตเซอร์แลนด์ ชิปซิลิคอนไนไตรด์ผลิตโดย LioniX International ซึ่งเป็นภาคแยกของมหาวิทยาลัย Twente และเป็นพันธมิตรที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการวิจัย.
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
