Området fotoniska integrerade kretsar fokuserar på miniatyrisering av fotoniska element och deras integration i fotoniska kretsar – kretsar som utför en rad beräkningar med fotoner snarare än elektroner som används i elektroniska kretsar.
Kiselbaserad fotonik är ett utvecklingsområde som är relevant för datacenter, artificiell intelligens, kvantberäkningar och mer. Det möjliggör en enorm förbättring av chipsens prestanda och deras kostnads-nyttoförhållande eftersom det är baserat på samma vanliga råmaterial från chips i elektronikvärlden.
Men trots att de drar nytta av den välutvecklade litografiproduktionsprocessen, som möjliggör exakt produktion av de önskade enheterna, möjliggör instrumenten ännu inte exakt kartläggning av chipets optiska egenskaper. Detta inkluderar dess interna ljusrörelse – en avgörande kapacitet med tanke på svårigheten att modellera effekten av tillverkningsfel och felaktigheter – på grund av enheternas små dimensioner.
En ny artikel av forskare från Technions Andrew och Erna Viterbi fakultet för elektro- och datateknik tar sig an denna utmaning och visar avancerad ljusavbildning i fotoniska kretsar på chips. Forskningen, som publicerades i tidskriften Optica , leddes av professor Guy Bartal, chef för Laboratoriet för avancerad fotonisk forskning, och doktoranden Matan Iluz, i samarbete med professor Amir Rosenthals forskargrupp. Doktoranderna Kobi Cohen, Jacob Kheireddine, Yoav Hazan och Shai Tsesses deltog också i forskningen.
Forskarna utnyttjade de optiska egenskaperna hos kisel för att kartlägga ljusets utbredning utan att kräva en invasiv åtgärd av något slag, som stör eller förändrar chipet. Denna process inkluderar att kartlägga ljusvågornas elektriska fält och definiera de element som påverkar ljusets rörelse – vågledare och stråldelare.
Processen ger realtidsbilder och videoinspelningar av ljuset inuti fotonchippet, utan att behöva skada chippet och utan att förlora någon data. Denna nya process förväntas förbättra design, produktion och optimeringsprocesser för fotoniska chips inom en mängd olika områden, inklusive telekommunikation, högpresterande datoranvändning, maskininlärning, mätning av avstånd, medicinsk bildbehandling, avkänning och kvantberäkning.
Mer information: Matan Iluz et al, Avtäckning av ljusets utveckling inom fotoniska integrerade kretsar, Optica (2023). DOI:10.1364/OPTICA.504397
Journalinformation: Optica
Tillhandahålls av Technion - Israel Institute of Technology
