Ny rekord:3-D-printet optisk-elektronisk integration

Optoelektronisk integration tilbyder en lovende strategi til samtidig at opnå fordelene ved elektroner og fotoner, når de tjener som informationsbærere, herunder højdensitetskommunikation og højhastighedsinformationsbehandling, baner vejen for næste generations integrerede kredsløb (IC'er).

Den stadigt stigende efterspørgsel på båndbredde og informationstæthed i IC'er kræver mikro/nano-funktionelle enheder, der kan fremstilles i 3-D IC'er, hvilket er ønskeligt for deres forbedrede ydeevne i databehandling under lavere forbrug. I sådanne højt integrerede kredsløb, imidlertid, selektiv elektrisk modulering af specifikke mikro/nanoskala optiske enheder, inklusive lyskilder og bølgeledere, er et nøglekrav for at give mere funktionelle og mere kompakte integrerede elementer, men hindres af den ikke-linearitet, der findes i nuværende elektro-optiske materialer.

Femtosekund laser direkte skrivning (FsLDW), som en af ​​3-D printteknikkerne, muliggør den direkte og adresserbare konstruktion af 3-D-integrerede optoelektroniske enheder, der anvender organiske forbindelser med to-foton polymeriserede funktioner. Med dopingfleksibilitet, de polymeriserede mikrostrukturer kan let inkorporeres med organiske farvestofmolekyler for at producere funktionelle enheder, som sammenhængende laserkilder. Derudover organiske polymerer har fremragende reaktionsevne over for eksterne stimuli, inklusive temperatur. Deres store termo-optiske koefficient muliggør realiseringen af ​​den elektriske tuning af resonansbølgelængde med høj effektivitet, når de fremstilles til mikrohulrumsstrukturer. Inkorporeringen af ​​termo-responsiv polymer mikrolaser med nedenunder elektrisk mikrovarmer på 3-D-fabrikationsmåden kan bruges som et effektivt hybrid mikrolasermodul med selektiv elektrisk modulering mod optisk-elektronisk integration.

Nu, Professor Yong Sheng Zhaos gruppe i Institute of Chemistry, Det kinesiske videnskabsakademi har demonstreret et in situ elektrisk moduleret mikrolasermodul baseret på 3-D-printede farvestof-doterede polymere mikrodiske, som er udgivet i Videnskab Kina Kemi .

Den termo-optiske effekt af polymermatrixen muliggjorde tuning af lasermodi fra mikrodisken ved opvarmning. Formdesignbarheden af ​​FsLDW tillader fremstilling af mikrostrukturer på højere niveau til at manipulere lyssignaler, inklusive de bølgelederkoblede mikrodiske til lysfjernbetjening og de koblede dobbelt-mikrodiskresonatorer til valg af lasertilstand. Sidstnævnte mikrostruktur blev yderligere integreret med en nedenunder elektrisk mikrovarmer.

Som resultat, hulrummets resonansbølgelængde kan forskydes på grundlag af modstandsopvarmningskontrolleret optisk længdeændring gennem den termoptiske effekt af polymert matrixmateriale, som muliggør en elektrisk modulering af udgangsbølgelængden af ​​det 3-D-printede mikrolasermodul.