Silicon-carbid modulator overvinder årtier lang manglende blok

Et samarbejde med Harvard University har ført til udviklingen af ​​en ny generation af elektro-optisk modulator, der kunne udslette sin omfangsrige forgænger gennem skabelsen af ​​et mindre, stærkere, køligere, hurtigere og omkostningseffektivt on-chip system.

Den nye modulator blev muliggjort gennem udnyttelsen af ​​en "vanskelig" forbindelse - siliciumcarbid. Siliciumcarbid blev først anerkendt som et fotonikvidundermateriale for mere end tre årtier siden, da det viste sig at vise "Pockels-effekten" - en lyspolariserende teknik, der bruges i elektroteknik. På trods af siliciumcarbids exceptionelle holdbarhed i krævende elektriske, mekaniske og strålingsmiljøer, har dets anvendelse i fotonik været begrænset.

Forskerne tror på deres teknik, som blev beskrevet i Nature Communications , vil fremme kvantekommunikation og mikrobølgefotonik ved at lette fotonisk integration; samintegrationen med traditionel elektronik og kvanteemittere.

Ledende forsker fra University of Sydneys School of Electrical and Information Engineering Professor Xiaoke Yi sagde:"Brugen af ​​siliciumcarbid vil potentielt åbne op for et nyt kapitel af muligheder inden for fotonik til forskellige applikationer, herunder kvanteberegning."

Elektro-optiske modulatorer koder elektriske signaler på en optisk bærer. De er essentielle for driften af ​​globale kommunikationssystemer og datacentre, der bruges i en række applikationer og brancheindstillinger, såsom kunstig intelligens (AI), bredbåndsnetværk og højtydende databehandling.

"Modulatorer, der bruger Pockels-effekten, muliggør datatransmission med lavt tab, ultrahurtig og bredbåndsbredde. At overvinde den hidtidige ubrugelighed af siliciumcarbid kan give mulighed for unikke fotonisk integrerede kredsløb til at transmittere og behandle bredbånds- og hurtighastighedssignaler - såvel som for nye kvanteteknologier," sagde professor Yi, der er tilknyttet Sydney Nano Institute.

"Vi håber også, at det vil hjælpe med at integrere fotonik med elektronik - potentielt bane vejen for en ny generation af integrerede enheder, der bruges til signalbehandling, mikrobølgefotonik, chip-til-chip eller intra-chip sammenkoblinger."

Ledende forsker fra Harvard University, professor Marko Loncar sagde:"Siliciumcarbidmodulatoren vil sandsynligvis finde anvendelser i kvantekommunikation. For eksempel kunne de bruges til at kontrollere tidsmæssige og spektrale egenskaber af kvanteemittere, der findes i dette materiale, såvel som til at diriger fotonerne på en omkonfigurerbar måde."

University of Sydney og Harvard-modulatoren viste sig ikke at have nogen signalforringelse og demonstrerede stabil drift ved høje optiske intensiteter, hvilket muliggjorde høje optiske signal-til-støj-forhold for moderne kommunikation i datacentre, 6G og satellitter og fremtidigt kvanteinternet. + Udforsk yderligere

Første integrerede laser på lithium niobate chip