Som svar på den ökande efterfrågan på effektiva, avstämbara optiska material som kan exakt ljusmodulera för att skapa större bandbredd i kommunikationsnätverk och avancerade optiska system, har ett team av forskare vid NYU Abu Dhabis Photonics Research Lab (PRL) utvecklat en ny, tvådimensionell (2D) material som kan hantera ljus med exceptionell precision och minimal förlust.
Tunable optical materials (TOM) revolutionerar modern optoelektronik, elektroniska enheter som upptäcker, genererar och styr ljus. I integrerade fotonikkretsar är exakt kontroll över materialens optiska egenskaper avgörande för att låsa upp banbrytande och olika tillämpningar inom ljusmanipulation.
Tvådimensionella material som Transition Metal Dichalcogenides (TMD) och grafen uppvisar anmärkningsvärda optiska svar på yttre stimuli. Men att uppnå distinkt modulering över en kortvågig infraröd (SWIR) region samtidigt som man bibehåller exakt faskontroll vid låg signalförlust inom ett kompakt fotavtryck har varit en ihållande utmaning.
I en ny artikel med titeln "Electro-Optic Tuning in Composite Silicon Photonics Based on Ferroionic 2D Materials" publicerad i Light:Science &Applications , teamet av forskare, ledda av forskaren Ghada Dushaq, och docent i elektroteknik och chef för PRL Lab Mahmoud Rasras, har visat en ny väg för aktiv ljusmanipulation genom användning av ferrojoniskt 2D-material CuCrP2 S6 (CCPS).
Genom att integrera första av sitt slag, tvådimensionella och atomärt tunna material i små ringstrukturer på kiselchips, har teamet förbättrat enhetens effektivitet och kompakthet.
När de integreras i optiska kiselenheter uppvisar dessa 2D-material en anmärkningsvärd förmåga att finjustera de optiska egenskaperna hos den överförda signalen utan någon dämpning. Den här tekniken har potential att revolutionera miljöavkänning, optisk bildbehandling och neuromorfisk beräkning, där ljuskänslighet är nyckeln.
"Denna innovation erbjuder exakt kontroll över brytningsindexet, samtidigt som den minimerar optiska förluster, förbättrar moduleringseffektiviteten och minskar fotavtrycket, vilket gör den lämplig för nästa generations optoelektronik", säger Rasras.
"Det finns ett spännande utbud av potentiella applikationer, från fasade arrayer och optisk omkoppling till användning i miljöavkänning och metrologi, optiska bildsystem och neuromorfa system i ljuskänsliga artificiella synapser."
Mer information: Ghada Dushaq et al, Elektrooptisk inställning i kompositkiselfotonik baserad på ferrojoniska 2D-material, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01432-2
Journalinformation: Ljus:Vetenskap och tillämpningar
Tillhandahålls av New York University
