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Aug 26, 2023

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Rapport du 9 août 2023 Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la qualité du contenu

Rapport du 9 août 2023

Cet article a été révisé conformément au processus éditorial et aux politiques de Science X. Les éditeurs ont mis en avant les attributs suivants tout en garantissant la crédibilité du contenu :

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publication évaluée par des pairs

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par Bob Yirka, Phys.org

Une équipe d'ingénieurs informatiques et électriciens de l'Université de Californie à Santa Barbara, travaillant avec plusieurs collègues du California Institute of Technology et un autre duo d'Anello Photonics, a développé une puce unique en son genre qui héberge à la fois un laser et un photonique. guide d'ondes. Dans leur article publié dans la revue Nature, le groupe décrit comment ils ont fabriqué la puce et à quel point elle a fonctionné lors des tests.

Avec l’avènement du circuit intégré, les scientifiques ont appris à regrouper des transistors, des diodes et d’autres composants sur une seule puce, augmentant ainsi considérablement leur potentiel. Au cours des dernières années, les chercheurs travaillant en photonique espéraient réaliser le même exploit. Les spécialistes du domaine ont suggéré que le développement d’une puce photonique analogue pourrait conduire à des expériences plus précises avec des horloges atomiques et pourrait également être utilisée dans des applications quantiques. Cela réduirait également le besoin d’énormes tables optiques.

Pour qu’une telle puce fonctionne, elle devrait abriter à la fois un laser et un guide d’ondes photonique. À cette fin, les ingénieurs ont développé des isolateurs à insert pour éviter les réflexions conduisant à des instabilités qui se produisent sans eux. Malheureusement, une telle approche nécessite l’utilisation de moyens magnétiques, ce qui entraîne des problèmes de production. Dans ce nouvel effort, l’équipe de recherche a trouvé un moyen de surmonter ces problèmes pour créer la première puce combinée véritablement utilisable.

Pour créer la puce, les chercheurs ont commencé par placer un guide d’ondes en nitrure de silicium à très faible perte sur un substrat de silicium. Ils ont ensuite recouvert le guide d’ondes de multiples applications de silicium sur lesquelles ils ont monté un laser au phosphate d’indium à faible bruit. En séparant les deux composants, l’équipe a évité d’endommager le guide d’ondes lors de la gravure.

L'équipe note que la séparation des deux composants nécessitait également l'utilisation d'une couche de redistribution en nitrure de silicium pour permettre les interactions entre les deux composants via des champs évanescents. La distance créée entre les deux composants par les couches de silicium minimise les interférences.

Les chercheurs ont testé leur puce en mesurant d’abord ses niveaux de bruit. Les trouvant satisfaisants, ils l’ont ensuite utilisé pour créer un générateur de fréquence micro-ondes accordable. Ils décrivent leur puce comme « une étape critique vers des systèmes et des réseaux complexes sur silicium ».

Plus d'information: Chao Xiang et al, L'intégration 3D permet des lasers sans isolateur à très faible bruit dans la photonique sur silicium, Nature (2023). DOI : 10.1038/s41586-023-06251-w

Informations sur la revue :Nature

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