В России создали электрооптический модулятор для фотонных чипов на нитриде кремния
Новый российский интегральный электрооптический модулятор для фотонной платформы на нитриде кремния может работать на частотах выше 1 ГГц
В России в МГТУ имени Н.Э. Баумана разработали интегральный электрооптический модулятор для фотонной платформы на нитриде кремния. Устройство уже демонстрирует работу на частотах выше 1 ГГц и может стать базовым элементом для телеком-систем и фотонных вычислений.
Обойти ограничения
Работу выполнили специалисты Квантум Парка МГТУ совместно с ФГУП «ВНИИА». Команда создала модулятор на основе нитрида кремния (SiN) с применением прозрачных проводящих оксидов.
Нитрид кремния широко используют в фотонных интегральных схемах. Он стабилен, совместим с микроэлектронным производством и хорошо работает в видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. Однако у SiN практически отсутствует собственный выраженный электрооптический эффект. Это долгое время ограничивало возможность быстро управлять светом прямо на чипе.
Изменить параметры волны
В классических системах для модуляции света применяют ниобат лития. Он обеспечивает сильный электрооптический эффект, но устройства получаются сравнительно крупными и не всегда удобными для плотной интеграции.
В российской разработке применён другой подход. В основе устройства лежит многослойная структура из пяти ультратонких слоёв. Под действием электрического поля в прозрачном проводящем оксиде меняется концентрация носителей заряда. Это приводит к изменению оптических свойств волновода и позволяет управлять проходящим световым сигналом.
Таким образом, электрический импульс не «создаёт» свет, а изменяет параметры уже распространяющейся по чипу оптической волны. Частота переключения превышает 1 ГГц, что соответствует требованиям современных высокоскоростных систем.
Перспективы для ИТ и фотонных платформ
Компактный интегральный модулятор на SiN открывает возможности для создания более плотных фотонных схем. Это важно для центров обработки данных, систем связи нового поколения и перспективных квантовых платформ, где требуется точное и быстрое управление светом.
Отечественные научные центры переходят к созданию собственных элементов фотонной экосистемы. Для отрасли это шаг к развитию интегральной фотоники и построению высокоскоростных вычислительных систем на базе российских технологий.
