2D-материалы помогли управлять фазой света

Американские ученые показали, что тонкий материал, помещенный поверх пассивных кремниевых волноводов, может изменять фазу света так же сильно, как и существующие кремниевые фазовые модуляторы. Статья об открытии опубликована в журнале Nature Photonics.

Устройства для нанофотоники — оптических манипуляций в наноразмерном масштабе — становятся в последнее время все более популярными, поскольку исследователи ищут способы удовлетворения постоянно растущего спроса на обработку информации и коммуникации. Способность контролировать свет и манипулировать им в нанометровом масштабе может использоваться в большом числе технологий, среди которых передача данных, визуализация, ранжирование, зондирование, спектроскопия, а также квантовые и нейронные схемы (например, лидары для самоуправляемых автомобилей).

Сегодня для этих целей повсеместно используется кремний благодаря своей прозрачности на телекоммуникационных длинах волн, способности к электрооптической и термооптической модуляции, а также совместимости с существующими методами изготовления полупроводников. Кремниевая нанофотоника показывает большие успехи в области оптической передачи данных, фазированных решеток, лидаров, а также квантовых и нейронных схем. Но у нее есть две основные проблемы, препятствующие полной интеграции фотоники в эти системы: их постоянно расширяющаяся потребность в масштабировании оптической полосы пропускания и высокое потребление электроэнергии.

В новой работе команда исследователей из Колумбийского и Чикагского университетов совместно с коллегами из Университета штата Северная Каролина изучала электрооптический отклик дихалькогенидов переходных металлов. Эти материалы ученые создали, нанеся поверх монослоя полупроводника оптический резонатор из нитрида кремния. Затем исследователи легировали этот монослой ионной жидкостью. При легировании материал приобрел уникальные свойства. При пропускании через него света очень сильно изменялась его фаза, в то время как оптические потери оставались на низком уровне.

Авторы показали, что новые материалы позволяют манипулировать фазой излучения значительно лучше обычно используемых для этой цели кремниевых фотонных модуляторов при сохранении постоянной величины оптических потерь. Дальнейшие работы ученых будут направлены на понимание механизма этого эффекта.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.