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    Una nueva investigación muestra cómo se propaga la luz en circuitos integrados en chips
    (a) Esquemas de la configuración experimental para obtener imágenes de ondas que se propagan dentro de dispositivos fotónicos. Los pulsos de señal de 1550 nm (naranja) se acoplan en una rejilla en una guía de ondas de silicio sobre aislante (SOI), mientras que los pulsos de bomba de 780 nm (rojo) se enfocan en el dispositivo utilizando un objetivo de larga distancia de trabajo. Cuando los dos pulsos se superponen en el tiempo y el espacio, se genera una onda no lineal (verde), separada de la bomba por un espejo dicroico (DM) y recogida por una cámara CMOS estándar. P, F y 𝜆/2 representan el polarizador lineal, el filtro espectral y la placa de ondas 𝜆/2, respectivamente. (b) Definiciones de ejes y direcciones de propagación del haz de bomba (incidencia normal), el haz de señal (guiado a lo largo de la guía de ondas) y el haz generado no linealmente (reflejado en un ángulo según el vector de onda de la onda de señal). (c) Sección transversal de la guía de ondas única. Crédito:Óptica (2023). DOI:10.1364/OPTICA.504397

    El campo de los circuitos integrados fotónicos se centra en la miniaturización de elementos fotónicos y su integración en chips fotónicos:circuitos que llevan a cabo una variedad de cálculos utilizando fotones, en lugar de electrones como se usan en los circuitos electrónicos.



    La fotónica basada en silicio es un campo en desarrollo relevante para los centros de datos, la inteligencia artificial, la computación cuántica y más. Permite una enorme mejora en el rendimiento de los chips y en su relación coste-beneficio, ya que se basa en la misma materia prima predominante de los chips en el mundo de la electrónica.

    Sin embargo, a pesar de beneficiarse del proceso de producción de litografía bien desarrollado, que permite la producción precisa de los dispositivos deseados, los instrumentos aún no permiten un mapeo preciso de las características ópticas del chip. Esto incluye su movimiento de luz interno, una capacidad crucial dada la dificultad de modelar el efecto de los defectos e imprecisiones de fabricación, debido a las pequeñas dimensiones de los dispositivos.

    Un nuevo artículo de investigadores de la Facultad de Ingeniería Eléctrica e Informática Andrew y Erna Viterbi de Technion aborda este desafío y muestra imágenes de luz avanzadas en circuitos fotónicos en chips. La investigación, que fue publicada en la revista Optica , fue dirigido por el profesor Guy Bartal, jefe del Laboratorio de Investigación Fotónica Avanzada, y el estudiante de doctorado Matan Iluz, en colaboración con el grupo de investigación del profesor Amir Rosenthal. Los estudiantes de posgrado Kobi Cohen, Jacob Kheireddine, Yoav Hazan y Shai Tsesses también participaron en la investigación.

    Un videoclip que muestra la evolución de la luz en tiempo real dentro del dispositivo MMI. Crédito:Oficina del Portavoz de Technion

    Los investigadores aprovecharon las características ópticas del silicio para mapear la propagación de la luz sin requerir ninguna acción invasiva que perturbe o altere el chip. Este proceso incluye mapear el campo eléctrico de las ondas de luz y definir los elementos que afectan el movimiento de la luz:guías de ondas y divisores de haz.

    El proceso proporciona imágenes y grabaciones de vídeo en tiempo real de la luz dentro del chip fotónico, sin tener que dañar el chip y sin perder ningún dato. Se espera que este nuevo proceso mejore los procesos de diseño, producción y optimización de chips fotónicos en una variedad de campos, incluidas las telecomunicaciones, la computación de alto rendimiento, el aprendizaje automático, la medición de distancias, las imágenes médicas, la detección y la computación cuántica.

    Más información: Matan Iluz et al, Revelando la evolución de la luz dentro de circuitos integrados fotónicos, Optica (2023). DOI:10.1364/OPTICA.504397

    Información de la revista: Óptica

    Proporcionado por Technion - Instituto de Tecnología de Israel




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