Ilustración esquemática de un módulo de microláser integrado controlado eléctricamente para la integración híbrida optoelectrónica. Brevemente, este módulo está diseñado para ser un resonador de polímero termo-sensible en la parte superior de un circuito de calentamiento de metal a escala de chip. El voltaje se aplica en el plano con el transporte de corriente para proporcionar un campo térmico de área local, que induce el cambio de longitud de onda láser de los microrresonadores superiores dopados con colorante. Crédito:© Science China Press
La integración optoelectrónica ofrece una estrategia prometedora para obtener simultáneamente los méritos de los electrones y fotones cuando sirven como portadores de información. incluyendo comunicación de alta densidad y procesamiento de información de alta velocidad, allanando el camino para los circuitos integrados de próxima generación (CI).
La demanda cada vez mayor de ancho de banda y densidad de información en los circuitos integrados requiere dispositivos micro / nano funcionales que se puedan fabricar en circuitos integrados 3-D, lo cual es deseable por su mejor desempeño en el procesamiento de datos con menor consumo. En circuitos tan altamente integrados, sin embargo, Modulación eléctrica selectiva de dispositivos ópticos específicos a micro / nanoescala, incluyendo fuentes de luz y guías de ondas, es un requisito clave para producir elementos integrados más funcionales y compactos, pero se ve obstaculizado por la no linealidad que se encuentra en los materiales electroópticos actuales.
Escritura directa láser de femtosegundos (FsLDW), como una de las técnicas de impresión 3D, permite la construcción directa y direccionable de dispositivos optoelectrónicos integrados en 3-D que utilizan compuestos orgánicos con características de polimerización de dos fotones. Con flexibilidad de dopaje, las microestructuras polimerizadas se pueden incorporar fácilmente con moléculas de colorantes orgánicos para producir dispositivos funcionales, como fuentes de láser coherentes. Adicionalmente, Los polímeros orgánicos poseen una excelente capacidad de respuesta a los estímulos externos, incluida la temperatura. Su gran coeficiente termoóptico permite la realización de la sintonización eléctrica de la longitud de onda resonante con alta eficiencia cuando se fabrican en estructuras de microcavidades. La incorporación de microlaser polimérico termo-sensible con microcalentador eléctrico por debajo en la forma de fabricación 3-D se puede utilizar como un módulo microlaser híbrido eficaz con modulación eléctrica selectiva hacia la integración óptico-electrónica.
Ahora, El grupo del profesor Yong Sheng Zhao en el Instituto de Química, La Academia de Ciencias de China ha demostrado un módulo de microláser modulado eléctricamente in situ basado en microdiscos poliméricos dopados con colorante impresos en 3D, que se publica en Ciencia China Química .
El efecto termoóptico de la matriz de polímero permitió la sintonización de los modos de láser desde el microdisco al calentar. La capacidad de diseño de forma de FsLDW permite la fabricación de microestructuras de nivel superior para manipular señales de luz, incluyendo los microdiscos acoplados a la guía de ondas para el control remoto de la luz y los resonadores acoplados de doble microdisco para la selección del modo láser. La última microestructura se integró además con un microcalentador eléctrico debajo.
Como resultado, la longitud de onda resonante de la cavidad se puede cambiar sobre la base del cambio de longitud óptica controlado por calentamiento por resistencia a través del efecto termoóptico del material de matriz polimérica, que permite una modulación eléctrica de la longitud de onda de salida del módulo de microláser impreso en 3D.
