World

การแปลความถี่ตัวกรองเพิ่ม/วางที่ออกแบบมาสำหรับการจัดการแสงบนชิป

การเรนเดอร์สามมิติของตัวกรองการเพิ่ม/การดร็อปที่แปลความถี่ซึ่งแสดงเรโซเนเตอร์ไมโครริงที่ทำงานคู่กันสองตัว ท่อนำคลื่นอินพุท/เอาท์พุตอินเตอร์เฟอโรเมตริก สายไฟโลหะที่เชื่อมต่อกับตัวเปลี่ยนเฟสไฟฟ้าออปติกและเทอร์โมออปติก และคัปปลิ้งเกรตติ้งแนวตั้ง เครดิต: Hayk Gevorgyan นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยบอสตันรายงานการพัฒนาตัวกรองการเพิ่ม/ลดความถี่ในการแปลตามโมเลกุลโฟโตนิกที่มอดูเลตด้วยไฟฟ้า ตัวกรองประเภทใหม่สามารถเปิดช่องทางใหม่ที่สำคัญสำหรับการจัดการแสงบนชิป Hayk Gevorgyan จากมหาวิทยาลัยบอสตัน สหรัฐอเมริกาจะนำเสนองานวิจัยที่การประชุมเสมือนจริงทั้งหมด Frontier in Optics + Laser Science Conference (FiO LS) วันที่ 01-04 พฤศจิกายน 2564 ตัวกรองเพิ่ม/วางใช้สำหรับเพิ่มและ/หรือปล่อยแสงส่วนบุคคล ช่องโดยไม่รบกวนช่องอื่น ตัวกรองเหล่านี้มักใช้ในการสื่อสารข้อมูลด้วยแสง แต่ก็มีความสำคัญสำหรับการประมวลผลข้อมูลควอนตัม เครือข่ายประสาทออปติคัล และแอปพลิเคชันอื่นๆ เป็นตัวอย่างของระบบที่ไม่แปรผันตามเวลาเชิงเส้น พวกมันปล่อยหรือเพิ่มช่องสัญญาณแสง แต่ไม่เคยเปลี่ยนความยาวคลื่นของมัน คุณลักษณะสำคัญของตัวกรองใหม่คือความสามารถในการเปลี่ยนความถี่ของสัญญาณแสงที่ตกหรือเพิ่มเข้ามา “นี่เป็นโครงสร้างพื้นฐานใหม่ในกล่องเครื่องมือของนักออกแบบชิปออปติคัล” Gevorgyan กล่าว “เนื่องจากเราได้นำไปใช้ในกระบวนการหล่อชิปซิลิกอน ผู้อื่นจึงสามารถใช้มันเพื่อสร้างระบบใหม่ที่ซับซ้อนมากขึ้นบนชิปได้ แนวคิดตัวกรองการเปลี่ยนความถี่ใหม่นี้อาจช่วยให้จัดการช่องความยาวคลื่นบนชิปได้ง่ายขึ้นเพื่อจัดการความแออัดของความยาวคลื่นในข้อมูล การสื่อสาร แต่มันสามารถเปิดใช้งานตัวแยกลำแสงชนิดใหม่สำหรับการคำนวณควอนตัมโดยใช้โฟตอน ” ตัวกรองใหม่สร้างขึ้นจากงานก่อนหน้านี้ซึ่งนักวิจัยได้สร้างตัวกรองการแปลความถี่ที่รวมตัวปรับไมโครริงและตัวกรองเชิงเส้นในอุปกรณ์ที่สร้าง passband การตอบสนองแบบเลื่อนพอร์ต การออกแบบนี้ประกอบด้วยเครื่องสะท้อนเสียงไมโครริงสองตัวและท่อนำคลื่นบัสหนึ่งเครื่อง แม้ว่าพอร์ตผ่านและปล่อยจะถูกเปลี่ยนความถี่จากกันและกัน พวกเขาใช้พอร์ตท่อนำคลื่นทางกายภาพเดียวกัน ซึ่งสำหรับบางแอพพลิเคชั่นจะต้องมีการกรองเชิงเส้นเพื่อแยกสัญญาณตามพื้นที่ ในงานชิ้นใหม่นี้ นักวิจัยได้สร้างตัวกรองความถี่อันดับสองที่แปลเพิ่ม/วางตัวกรองด้วยพอร์ตความถี่ที่จับคู่กับพอร์ตท่อนำคลื่นที่แตกต่างกัน อุปกรณ์นี้ใช้เครื่องสะท้อนเสียงไมโครริงสองตัวที่มีตัวเปลี่ยนเฟสไฟฟ้าออปติกในตัวและท่อนำคลื่นสองตัวที่ต่อกับวงแหวนทั้งสอง การเชื่อมต่อทั้งสี่มีจุดแข็งของการมีเพศสัมพันธ์ที่เท่ากัน ภาพกล้องจุลทรรศน์แบบออปติคัลของความถี่ลำดับที่สองแปลตัวกรองเพิ่ม/วางที่ออกแบบโดยนักวิจัยในมหาวิทยาลัยบอสตัน และดำเนินการโดยใช้กระบวนการโฟโตนิกส์ซิลิกอนที่ใช้งาน ISIPP50G ของ IMEC เครดิต: Hayk Gevorgyan ในการทดสอบอุปกรณ์ใหม่นี้ นักวิจัยได้ตรวจวัดการส่งผ่านแสงแบบพาสซีฟระหว่างพอร์ตต่างๆ โดยไม่ต้องใช้สัญญาณไฟฟ้า จากนั้นจึงวัดการตอบสนองการแปลความถี่ โดยพบว่าอุปกรณ์แสดง passband ของตัวกรองที่เปลี่ยนจากความถี่ตามลำดับ ครอสทอล์คระหว่างแชนเนลอยู่ต่ำกว่า 40 เดซิเบล เนื่องจากการปรับเฟสดีเลย์อย่างระมัดระวังในท่อนำคลื่นโดยใช้ตัวเปลี่ยนเฟสแบบเทอร์โมออปติก Gevorgyan กล่าวเสริมว่า “ในขณะที่ผลลัพธ์แรกเหล่านี้น่ายินดี การสูญเสียการแทรกค่อนข้างสูง การสูญเสียต่ำสุดที่แสดงให้เห็นจนถึงปัจจุบันคือ 13 dB เช่นเดียวกับตัวกรองทั่วไป ตัวกรองการแปลความถี่ควรมีการสูญเสียการแทรกที่ต่ำกว่า 5 dB เพื่อค้นหาวิธีปฏิบัติ การประยุกต์ใช้ในการสื่อสารข้อมูลสามารถทำได้โดยเพิ่มประสิทธิภาพ ความเร็ว และการสูญเสียการแพร่กระจายของตัวเปลี่ยนเฟสจุดเชื่อมต่อ pn ที่ใช้ในอุปกรณ์ สำหรับแอปพลิเคชันควอนตัม ข้อกำหนดจะยิ่งเข้มงวดมากขึ้น โดยกำหนดเป้าหมายการสูญเสียการแทรกที่ต่ำกว่า 0.5 เดซิเบล เนื่องจากมีอยู่ในตัว เราเชื่อว่าประสิทธิภาพดังกล่าวไม่สามารถทำได้โดยใช้ตัวเปลี่ยนเฟสไดโอด pn อย่างไรก็ตาม การใช้งานในแพลตฟอร์มวัสดุ เช่น ลิเธียมไนโอเบต แบเรียมไททาเนต หรือซิลิคอน-อินทรีย์ไฮบริดอาจทำให้การใช้งานดังกล่าวเป็นไปได้เช่นกัน” ข้อมูลเพิ่มเติม: การนำเสนอของ Gevorgyan มีกำหนดในวันอังคารที่ 2 พฤศจิกายน เวลา 16:30 น. EDT (UTC – 04:00 น.) การอ้างอิง: ตัวกรองเพิ่ม/วางสำหรับการแปลความถี่ที่ออกแบบมาสำหรับการจัดการแสงบนชิป (2021, 19 ตุลาคม) ดึงข้อมูล 19 ตุลาคม 2564 จาก https://phys.org/news/2021-10-frequency-adddrop-filters-on-chip html เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Back to top button