Light Sci Appl: Фотонный фонарь, напечатанный в 3D, открывает новые возможности

Оптические волны, распространяющиеся по воздуху или многомодовому волокну, могут быть сконструированы или разложены с использованием ортогональных пространственных мод, что находит широкое применение в визуализации, связи и направленной энергии.

Однако системы, выполняющие эти манипуляции с волновым фронтом, громоздки и велики, что ограничивает их применение высокотехнологичными приложениями. Разработка свободно стоящего микромасштабного фотонного фонаря с пространственным режимом (де-)мультиплексора с использованием 3D-нанопечати, как показало недавнее исследование, знаменует собой значительный прогресс в фотонных технологиях. Этот пространственный мультиплексор, характеризующийся компактностью, минимальной площадью и возможностью прямой печати на фотонных схемах, оптических волокнах и оптоэлектронных элементах, таких как лазеры и фотодетекторы, открывает новые возможности для системной интеграции и применения технологии в будущих высокопроизводительных системах связи и сложных модальностях визуализации.

Новое исследование аспиранта Йоава Дана под руководством профессора Дана Марома и его команды в Институте прикладной физики Еврейского университета в Иерусалиме в сотрудничестве с учеными из Nokia Bell Labs привело к разработке и демонстрации свободно стоящего микромасштабного фотонного фонаря Spatial Mode (De-)Multiplexer. Миниатюрный фотонный фонарь был изготовлен методом 3D-нанопечати с использованием прямой лазерной записи, нанесенной непосредственно на наконечник оптического волокна.

Устройства фотонных фонарей преобразуют оптические волны, содержащие суперпозицию мод или искаженные волновые фронты, в массив разделенных одномодовых оптических сигналов. Технология является многообещающим претендентом на создание мультиплексирования с пространственным разделением каналов (SDM) в будущих оптических сетях связи высокой пропускной способности, а также в визуализации и других приложениях, требующих пространственного манипулирования оптическими волнами.

Используя возможности 3D-нанопечати и применяя контрастные волноводы с высокой индексом, исследователи разработали компактное и универсальное устройство, которое может быть напечатано практически на любой твердой платформе с высокой точностью и достоверностью, что позволяет легко интегрировать его в различные технологические контексты. Устройство размером ~100 микрометров выгодно отличается от традиционных фотонных фонарей, основанных на слабонаправленных волноводах длиной миллиметры-сантиметры, что делает интеграцию в микромасштабные фотонные системы весьма проблематичной.

Разработка этого свободно стоящего микромасштабного фотонного фонаря с пространственным режимом (де-)мультиплексора представляет собой значительный прогресс в нашей способности обеспечить и внедрить пространственное мультиплексирование для различных оптических систем и приложений, — сказал профессор Дэн Маром.

Этот прорыв делает технологию мультиплексирования с пространственным разделением гораздо более доступной и поддающейся интеграции, открывая новые возможности для оптической связи и приложений визуализации.

Исследователи представили дизайн устройства с использованием генетических алгоритмов, изготовление на наконечнике волокна и характеристики шестимодового смешивающего фотонного фонаря длиной 375 мкм, способного преобразовывать шесть одномодовых входов в один шестимодовый волновод. Несмотря на компактные размеры, устройство демонстрирует низкие вносимые потери (-2,6 дБ), низкую чувствительность к длине волны и низкие поляризационные и модозависимые потери (-0,2 дБ и -4,4 дБ соответственно).

04.06.2024


Подписаться в Telegram



Хайтек

Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм

Магнитные материалы традиционно классифицируют...

Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу
Nature: Международная группа ученых решает сложную физическую задачу

Сильно взаимодействующие системы играют важную...

В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом
В MIT разрабатывают бытовых роботов, наделенных здравым смыслом

С помощью большой языковой модели инженеры Мас...

Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах

Исследовательская группа, работающая в UN...

Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий
Physical Review Applied: Ниобий воскресили для квантовых технологий

Когда речь заходит о сверхпроводящих куби...

Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов
Nature Communications: Совершен прорыв в создании квантовых материалов

Исследователи из Калифорнийского универси...

PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути
PNAS: Клеточный каркас разобрали на микроскопические пути

Исследователи из Принстона применили спле...

Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ
Детекторы космических лучей для TAIGA- Muon запустят в серию в ТПУ

Ученые из Томского политехнического униве...

Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света
Physical Review Letters: Открыт материал с большим невзаимным поглощением света

В основе глобальной интернет-связи лежит оптич...

Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения
Applied Surface Science: Открыт путь к мемристорам нового поколения

Мемристорные устройства представляют собой кат...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Высокоточные измерения ставят под сомнение наше понимание Цефеид
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Physical Review Letters: Ученые описали альтернативный магнетизм
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
Останется ли магний снотворным для кузнечиков в результате потепления?
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным

Новости компаний, релизы

Московский Политех внедряет ИИ для повышения эффективности приемной кампании и трансформации обучения
Астрономы СПбГУ узнали возраст одного из самых мощных метеорных потоков
Исследования ученых ТПУ помогут в разработке таргетных препаратов для эффективной терапии в онкологии
Зоологи выявили тенденцию к увеличению числа защитных роговых элементов на панцире морских черепах на острове Шри-Ланка
Российские ученые нашли способ повысить урожайность подсолнечника на 43% с помощью нового серосодержащего удобрения