Scanarea fasciculului de la cip la lume folosind un cip de undă nanofotonică
Potrivit nature.com, o interfață fotonică fără sudură dintre cip și lume permite progrese semnificative în domeniul măsurătorilor optice, afișajului, comunicării, calculului și științei informației cuantice. Soluția ideală facilitează scanarea bidimensională a unui fascicul limitat de difracție din orice punct al unui circuit integrat fotonic către un număr mare de puncte rezolvabile.
👉 Limitările actuale ale tehnologiilor de scanare a fasciculului
Tehnologiile actuale de scanare a fasciculului sunt limitate de un compromis fundamental: circuitele integrate fotonice cu optică difractivă oferă scalabilitate, dar au o calitate slabă a modulului, în timp ce scanerele micromecanice limitate cinetic oferă fascicule de înaltă calitate, dar nu beneficiază de integrare scalabilă. Aici raportăm despre un schițat fotonic — un ghid de undă la scară nanometrică integrat monolitic pe un cântilever piezoelectric — pentru a depăși aceste limitări.
Acesta se curvează pasiv cu ~90° în afara planului, într-o amprentă mai mică de 0,1 mm2, emite un fascicul broadband limitat de difracție de submicrometru și prezintă oscilații mecanice de tip kilohertz cu factori de calitate de peste 10.000. Fabricat într-o uzină de semiconductori complementari de tip metal-oxid (CMOS), dispozitivul nostru permite scanarea bidimensională scalabilă a fasciculului. Când este acționat pe rezonanță la tensiuni de nivel CMOS, atinge o rată ajustată a punctelor de 68,6 mega puncte/s mm–2, depășind cu mai mult de 50 de ori oglinzile sistemelor micro-electro-mecanice de ultimă generație, ceea ce este suficient pentru un milion de pixeli la 100 Hz dintr-o amprentă de aproximativ 1,5 mm în diametru.
👉 Aplicații demonstrative și potențialul tehnologic al dispozitivului
Demonstrăm proiecția de imagini și videoclipuri în culori complete, precum și inițializarea și citirea unui singur foton din centrele de vacanță din siliciu în diamant. În cele din urmă, prin demonstrarea uniformității pe un array de 64 de schițe fotonice, stabilim o cale pentru a obține o rezoluție mai mare de un gigspot la rate de kilohertz într-o amprentă de sub 5 cm în diametru, creând un canal optic fără sudură între procesoarele fotonice integrate și lumea cu spațiu liber.
