Triple bend struktur deler lys i to meget rene polariseringskomponenter

En plan om at indarbejde en tredje bøjet bølgeleder i en siliciumbaseret lysopdeler førte til, at A*STAR-forskere udviklede en enhed, der kunne 30 gange forbedre splittingeffektiviteten. Den nye lys-splitter på chip markerer et stort gennembrud i forbedringen af ​​højtydende datatransmissionssystemer, samt applikationer inden for kvanteberegning.

Manipulation af lys i mikroskalaenheder er en grundlæggende søjle for højhastighedsoptiske kredsløb, der understøtter kommunikation og næste generations teknologier som kvantecomputing. Lyset er hurtigt og lavt strømforbrug, og kan kodes for at overføre data på forskellige måder. Som Thomas Ang fra A*STAR Institute of High Performance Computing (IHPC) forklarer, for at disse manipulationer skal være pålidelige og effektive, lyset skal være så 'rent' som muligt - ikke bare tæt begrænset omkring en bestemt bølgelængde, men også af en ensartet polarisering.

"Lys består af en blanding af to polarisationskomponenter, "Ang siger." Polarisationsstrålesplittere bruges til at adskille en blandet polarisationsstråle i to kanaler for hver polarisering. "

Når opdelingen er ufuldkommen, de to kanaler kan indeholde små andele af den modsatte polarisering, en effekt kendt som krydstale.

"Polarisationsstrålesplittere med lav krydstale er meget vigtige for høj signalfidelitet i optiske højhastighedsapplikationer med høj hastighed, "siger Jun Rong Ong, Angs partner i undersøgelsen. "Nuværende teknologi er begrænset til et krydstale -niveau, kaldet udryddelsesforholdet, omkring 25 decibel, som er høj nok til at påvirke højhastighedsdatatransmission. "

Området polarisationsstrålesplittere (PBS'er) er veludviklet, og der har været mange forsøg på at bryde denne 25 decibel grænse i siliciumbaserede enheder som branchestandard for fremstilling. Ang, Ong og deres kolleger brainstormede måder at udfordre denne grænse på, og kom på ideen om at tilføje en tredje bølgeleder - i det væsentlige en kanal eller sti til rutelys på en chip - når status quo ikke dikterede mere end to.

"Vi var interesserede i bølgeledere til bøjning og dirigering af lys, og konceptualiserede vores nye design efter brainstorming inden for vores team, "siger Ang." Vi testede vores hypotese ved hjælp af computersimuleringer og var begejstrede over, at enheden overgik nogle af de bedst publicerede resultater i klassen. "

Arbejder med samarbejdspartnere ved Singapore University of Technology and Design, holdet fremstillede derefter tre-bølgeleder-enheden (se billede) og bekræftede dets stærkt forbedrede udryddelsesforhold på 40 decibel, repræsenterer en yderligere 30-faldig reduktion i polariseringskrydstale.

"Vi forventer også, at enheden kan forbedres yderligere ved at optimere sit design, "siger Ong.