Оптимальный слой для света
Учёные Пермского политехнического университета совершили важный шаг в развитии оптоэлектроники: они определили идеальную толщину буферного слоя. Это открытие позволит многократно уменьшить потери оптического сигнала, повысив надежность телевидения, скорости интернета и корректность управления дронами. Работа выполнена в рамках программы «Приоритет 2030».
Как минимизировать потери в модуляторах
Оптоэлектронные приборы используют модуляторы с волноводами и металлическими электродами. Металл поглощает свет, вызывая значительные потери сигнала – иногда до 100 дБ. Чтобы избежать этого, применяется изолирующий буферный слой. Исследователи ПНИПУ впервые научно обосновали его оптимальную толщину: 800–850 нанометров.
Вклад Анны Булатовой в разработку фотонных схем
«Наша команда создает фотонные интегральные схемы на передовой платформе тонкопленочного ниобата лития, – пояснила аспирантка ПНИПУ, инженер-исследователь Анна Булатова. – Металлические электроды неизбежно поглощают излучение, и отсутствуют данные о нужной толщине слоя для минимизации этого эффекта. Мы провели многовариантные расчеты, нашли решение для снижения потерь от золота и дали технологические рекомендации».
Проверка решения и его эффективность
Тесты показали: толщина буферного слоя минимум 0,8 мкм критична для работы волноводов. При этом значении потери падают до почти неощутимых 0,03 дБ/см, гарантируя стабильность передачи данных.
Перспективы для новой элементной базы
Установленный стандарт станет основой для прорыва в создании фотонных интегральных схем на основе тонкопленочного ниобата лития. К ним относятся оптические модуляторы, элементы гироскопов и высокочувствительные датчики. Сейчас учёные работают над экспериментальным подтверждением теоретических выкладок.
Исследования получили поддержку Министерства науки и высшего образования РФ.
Источник: scientificrussia.ru
