Para mejorar la eficiencia de las guías de onda, dispositivos que guían la luz en la superficie de los chips de computadora ópticos de silicio, debe alcanzarse un equilibrio complejo. La necesidad de propiedades mejoradas de procesamiento de señal óptica compite con la demanda de bajas pérdidas ópticas en el material de la guía de ondaAhora, los investigadores de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR, Singapur, han desarrollado una aleación que cumple con los requisitos, al tiempo que logran la compatibilidad con la tecnología de fabricación de chips de computadora de silicio existente.
"Nuestras guías de onda serán una excelente plataforma para futuras demostraciones de procesamiento de señal óptica integrada no lineal con potencias más bajas, capacidad de fabricación a gran escala y nuevas funcionalidades potenciales", dice Doris Ng del equipo de investigación del Instituto de Almacenamiento de Datos A * STAR que realizó el estudiocon investigadores de la Universidad de Tecnología y Diseño de Singapur.
Para guías de onda ópticas, un material debe mostrar baja pérdida óptica. Para garantizar un buen rendimiento, también necesita exhibir propiedades ópticas no lineales, que permiten, por ejemplo, la conversión de luz de un color a otro, un requisito para la ópticaprocesamiento de señal. Por último, pero vitalmente, debe fabricarse a temperaturas relativamente bajas para que sea compatible con los procesos de fabricación de chips de silicio.
Las aleaciones hechas de silicio y nitrógeno parecen ser los materiales adecuados para el trabajo. Su alto índice de refracción óptica les permite limitar la luz en la superficie de un chip. Además, se pueden fabricar en un chip de silicio utilizando una deposición de vapor establecidaproceso a bajas temperaturas.
Sin embargo, la composición de material químicamente favorecida para los materiales de nitruro de silicio - tres partes de silicio a cuatro partes de nitrógeno - no logra un buen equilibrio entre las propiedades no lineales y el índice de refracción. El equipo exploró otras relaciones de nitruro de silicio para lograr un mejorequilibrio de propiedades y descubrió que las aleaciones con una composición de silicio más alta aproximadamente el doble de silicio que nitrógeno muestran propiedades mucho más favorables. En un caso, logró una no linealidad óptica casi 500 veces más fuerte que la composición típica.
Para probar las propiedades ópticas generales, los investigadores estudiaron la generación de luz supercontinua, un proceso en el que un rayo láser de un color se convierte en un rayo que tiene una amplia gama de colores ver imagen. Los resultados demuestran el amplio potencial del siliciorico en nitruros de silicio para aplicaciones, dice Ng. "Esto sirve como un punto de partida para sistemas más sofisticados que aprovechan la óptica no lineal. Es especialmente pertinente dentro de la longitud de onda de telecomunicaciones, donde muchos otros materiales experimentan bajas no lineales o grandes pérdidas no lineales".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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