В ответ на растущий спрос на эффективные, настраиваемые оптические материалы, способные точно модулировать свет для создания большей пропускной способности в сетях связи и передовых оптических системах, группа исследователей из Исследовательской лаборатории фотоники (PRL) Нью-Йоркского университета в Абу-Даби разработала новый двумерный материал. (2D) материал, способный манипулировать светом с исключительной точностью и минимальными потерями.
Перестраиваемые оптические материалы (ТОМ) произвели революцию в современной оптоэлектронике, электронных устройствах, которые обнаруживают, генерируют и контролируют свет. В интегральных схемах фотоники точный контроль оптических свойств материалов имеет решающее значение для открытия новаторских и разнообразных приложений в манипулировании светом.
Двумерные материалы, такие как дихалькогениды переходных металлов (ДМД) и графен, демонстрируют замечательные оптические реакции на внешние раздражители. Однако достижение отличительной модуляции в коротковолновом инфракрасном диапазоне (SWIR) при сохранении точного управления фазой при низких потерях сигнала в пределах компактного размера остается постоянной проблемой.
В новой статье «Электрооптическая настройка в композитной кремниевой фотонике на основе ферроионных 2D-материалов», опубликованной в Свет: наука и приложения, группа ученых под руководством научного сотрудника Гады Душака и доцента кафедры электротехники и директора лаборатории PRL Махмуда Расраса продемонстрировала новый способ активного манипулирования светом посредством использования ферроионного двумерного материала CuCrP.2S6 (КЦПС).
Интегрировав первые в своем роде двумерные и атомарно тонкие материалы в крошечные кольцевые структуры на кремниевых чипах, команда повысила эффективность и компактность устройства.
При интеграции в кремниевые оптические устройства эти 2D-материалы демонстрируют замечательную способность точно настраивать оптические свойства передаваемого сигнала без какого-либо затухания. Этот метод может совершить революцию в области зондирования окружающей среды, оптической визуализации и нейроморфных вычислений, где светочувствительность является ключевым фактором.
«Эта инновация обеспечивает точный контроль над показателем преломления, одновременно минимизируя оптические потери, повышая эффективность модуляции и уменьшая занимаемую площадь, что делает ее пригодной для оптоэлектроники следующего поколения», — сказал Расрас.
«Существует захватывающий диапазон потенциальных применений: от фазированных решеток и оптического переключения до использования в зондировании окружающей среды и метрологии, системах оптической визуализации и нейроморфных системах в светочувствительных искусственных синапсах».