Kiselkarbid är känd för att vara svår att arbeta med, men forskare utnyttjar nu dess unika egenskaper. Kredit:Shutterstock
Ett samarbete med Harvard University har lett till utvecklingen av en ny generation av elektrooptisk modulator som skulle kunna slå ut sin skrymmande föregångare genom skapandet av ett mindre, starkare, svalare, snabbare och kostnadseffektivt on-chip-system.
Den nya modulatorn möjliggjordes genom utnyttjandet av en "svår" förening - kiselkarbid. Kiselkarbid erkändes först som ett fotonik-undermaterial för mer än tre decennier sedan när det visade sig visa "Pockels-effekten" - en ljuspolariserande teknik som används inom elektroteknik. Trots kiselkarbids exceptionella hållbarhet i krävande elektriska, mekaniska och strålningsmiljöer, har dess användning inom fotonik varit begränsad.
Forskarna tror på deras teknik, som beskrevs i Nature Communications , kommer att främja kvantkommunikation och mikrovågsfotonik genom att underlätta fotonisk integration; samintegreringen med traditionell elektronik och kvantemitter.
Ledande forskare från University of Sydneys School of Electrical and Information Engineering Professor Xiaoke Yi sa:"Användningen av kiselkarbid kommer potentiellt att öppna upp ett nytt kapitel av möjligheter inom fotonik för olika tillämpningar inklusive kvantberäkning."
Elektrooptiska modulatorer kodar elektriska signaler på en optisk bärare. De är väsentliga för driften av globala kommunikationssystem och datacenter som används i en rad applikationer och industrimiljöer som artificiell intelligens (AI), bredbandsnätverk och högpresterande datorer.
"Modulatorer som använder Pockels-effekten möjliggör lågförlust, ultrasnabb och bredbandig dataöverföring. Att övervinna den tidigare oanvändbarheten hos kiselkarbid kan möjliggöra unika fotonikintegrerade kretsar för att sända och bearbeta bredbandiga och snabba signaler - såväl som för framväxande kvantteknologi", säger professor Yi, som är en filial till Sydney Nano Institute.
"Vi hoppas också att det kommer att hjälpa till att integrera fotonik med elektronik - potentiellt bana väg för en ny generation av integrerade enheter som används för signalbehandling, mikrovågsfotonik, chip-till-chip eller interchip-sammankopplingar."
Ledande forskare från Harvard University, professor Marko Loncar sa:"Kiselkarbidmodulatorn kommer sannolikt att hitta tillämpningar i kvantkommunikation. Till exempel kan de användas för att kontrollera tidsmässiga och spektrala egenskaper hos kvantemitter som finns i detta material, såväl som för att dirigera fotonerna på ett omkonfigurerbart sätt."
University of Sydney och Harvard-modulatorn visade sig inte ha någon signalförsämring och visade stabil drift vid höga optiska intensiteter, vilket möjliggör höga optiska signal-brus-förhållanden för modern kommunikation i datacenter, 6G och satelliter, och framtida kvantinternet. + Utforska vidare
