El trabajo, publicado en el International Journal of Extreme Manufacturing , podría allanar el camino para las aplicaciones de PCM inducidas por láser en fotónica neuromórfica, computación óptica y metasuperficies reconfigurables.

El profesor Jinlong Zhu, autor correspondiente de la Escuela de Ciencias e Ingeniería Mecánica de HUST, explica:"La investigación sobre PIC y metasuperficies programables basados ​​en PCM utilizó principalmente recocido térmico y conmutación electrotérmica. Por el contrario, los PCM multinivel con láser de espacio libre La conmutación ofrece una flexibilidad significativamente mejorada en la modulación de fase."

Los PIC programables se han convertido en plataformas poderosas en una variedad de campos, como las comunicaciones ópticas, los sensores y las redes neuronales fotónicas. Debido al gran contraste del índice de refracción (∆_n>1 ) entre los estados amorfo y cristalino de los PCM de calcogenuro, los investigadores han investigado los PCM en plataformas nanofotónicas para realizar funciones ópticas programables.

Si bien ha habido un desarrollo significativo de la investigación sobre PCM de bajas pérdidas en los estados amorfos y cristalinos, el estudio de los estados intermedios de múltiples niveles a escala micrométrica aún está en su infancia. La investigación sobre PIC y metasuperficies programables basados ​​en PCM utilizó principalmente recocido térmico y conmutación electrotérmica.

Como resultado, rara vez se informaron PIC programables y metasuperficies con flexibilidad ultra alta en modulación de fase utilizando PCM multinivel con conmutación láser en espacio libre.

Los investigadores estudiaron los estados intermedios de varios niveles de escritura láser de un solo Sb₂. T₃ elemento a microescala. Al optimizar la potencia y la cantidad de pulsos láser, se crean estados intermedios de 20 niveles de un solo Sb₂ T₃ Los píxeles se realizaron en el rango de 120 ~ 320 pulsos. El diámetro de los píxeles de transición de fase es de aproximadamente 1,2 μm, lo que se debe al láser enfocado.

Utilizando estados intermedios de niveles múltiples logrados por un sistema de escritura láser a escala micrométrica, los investigadores simularon un Sb₂ T₃ -desfasador basado en un interferómetro Mach-Zehnder programable y demostró que podía lograr una precisión de cambio de fase de 30 niveles de π a una longitud de onda de 785 nm. De esta manera, se ha demostrado mediante simulación la disponibilidad de PIC programables no volátiles pixelados a muy gran escala.

El Sb₂ T₃ -Los circuitos fotónicos integrados programables basados ​​en matrices podrían tener un impacto positivo en los circuitos fotónicos programables y las redes neuronales fotónicas de uso general. Además, las aplicaciones de los dispositivos programables inducidos por láser se abren para la fotónica neuromórfica, la computación óptica y las metasuperficies reconfigurables.

Los investigadores continúan el trabajo, aplicando materiales de cambio de fase programables pixelados a metasuperficies y circuitos integrados fotónicos programables.