El campo de la integración fotónica, el área de la fotónica en la que las guías de onda y los dispositivos se fabrican como un sistema integrado en una oblea plana, es relativamente joven en comparación con la electrónica. La integración fotónica se ha centrado en aplicaciones de comunicaciones fabricadas tradicionalmente en chips de silicio,porque son menos costosos y más fáciles de fabricar.
Los investigadores están explorando nuevas y prometedoras plataformas de guía de ondas que brindan estos mismos beneficios para las aplicaciones que operan en el espectro ultravioleta al infrarrojo. Estas plataformas permiten una gama mucho más amplia de aplicaciones, como la espectroscopía para detección química, metrología de precisión y computación.
un papel en APL Photonics , de AIP Publishing, proporciona una perspectiva del campo de las plataformas de guía de ondas fotónicas de banda ultra ancha basadas en semiconductores de banda ancha. Estas guías de onda y circuitos integrados pueden realizar soluciones compactas de bajo consumo y mover partes clave de rendimiento ultra altosistemas a escala de chip en lugar de instrumentos de mesa grandes en un laboratorio.
Hasta ahora, los componentes y subsistemas clave para aplicaciones, como relojes atómicos, comunicaciones cuánticas y espectroscopía de alta resolución, se construyen en bastidores y sobre mesas. Esto ha sido necesario porque funcionan a longitudes de onda no accesibles a las guías de ondas de silicio debido a sumenor banda prohibida y otras propiedades de absorción en UV a IR cercano que reducen las capacidades de manejo de potencia óptica, entre otros factores.
Daniel J. Blumenthal y su equipo en Santa Bárbara, California, han investigado plataformas de integración fotónica basadas en guías de onda fabricadas con semiconductores de banda ancha que tienen pérdidas de propagación ultrabajas.
"Ahora que el mercado del silicio se ha dirigido a las aplicaciones de telecomunicaciones y LIDAR, estamos explorando nuevos materiales que admiten una gran variedad de aplicaciones nuevas en longitudes de onda que no son accesibles para las guías de ondas de silicio", dijo Blumenthal. "Encontramos las plataformas de guías de ondas más prometedoras".ser nitruro de silicio, tantala pentóxido de tantalio, nitruro de aluminio y alúmina óxido de aluminio "
Cada plataforma tiene el potencial de abordar diferentes aplicaciones, como nitruro de silicio para transiciones atómicas visibles al IR cercano, pentóxido de tantalio para espectroscopía raman u óxido de aluminio para interacciones UV con átomos para computación cuántica.
Las aplicaciones, como los relojes atómicos en los satélites y las interconexiones de centros de datos de alta capacidad de la próxima generación, también pueden beneficiarse al poner funciones como los láseres de ancho de línea ultrabajos en chips livianos y de baja potencia. Esta es un área de mayor foco como datos explosivosla capacidad del centro empuja las interconexiones de fibra tradicionales a sus limitaciones de potencia y espacio.
Blumenthal dijo que la integración fotónica de próxima generación requerirá plataformas de circuito fotónico de banda ultra ancha que se escalan desde la UV hasta la IR y también ofrecen un amplio conjunto de funciones de circuito lineal y no lineal, así como capacidades de manejo de alta potencia y pérdida ultrabaja.
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Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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