Томские студенты работают над созданием волноводных структур для интегрально-оптических схем

Опубликовано 16.10.2017 г.

Студенты четвертого курса Томского университета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР) разработали методику формирования фотонных волноводных структур в кристалле ниобата лития. Технология поможет создавать интегрально-оптические схемы, которые сделают некоторые приборы дешевле и меньше.

ниобат.jpg

Оптический волновод — это искусственный или естественный канал для направления распространения света. Студенты провели фундаментальные исследования и эксперименты, доказав возможность формирования сложных оптических волноводов в кристаллах ниобата лития.

 «Чтобы сформировать эту структуру, нам не нужно громоздкое оборудование, достаточно пары линз, — рассказывает участник группы разработчиков Евгений Дмитриев. — С помощью линзы мы фокусируем световой пучок на грань кристалла, луч, распространяясь в кристалле, вызывает изменения показателя преломления за счет фоторефрактивного эффекта. После этого нагреваем кристалл до 75 градусов, возникает пироэлектрический эффект — что в свою очередь тоже изменяет показатель преломления, но уже под действием температуры. Оба эффекта накладываются друг на друга, при этом изменения в области прохождения излучения происходят быстрее, чем по всему кристаллу, и формируется волноводная структура».

В кристалле размером 10 на 4 миллиметра студенты записали девять таких каналов размером от 14 микрон, расстояние между которыми составляет 10-14 микрон, — то есть целую большую сеть.                

«В будущем такими кристаллическими пластинками с записанными структурами можно будет заменить мультиплексы, разветвители, делители мощности, при этом для записи не потребуется громоздкое оборудование», — говорит Евгений Дмитриев.

По словам разработчиков, технология позволит, внедрив фотонику в интегральные схемы, сделать приборы меньше, дешевле и эффективней. За рубежом уже разработан транзистор с оптическими элементами, где функцию логической ячейки выполняет разветвитель на основе кристалла.