В Перми разрабатывают миниатюрные оптические чипы

04.03.2023

Ученые Центра компетенций НТИ «Фотоника» на базе ПГНИУ научились формировать наноструктуры на тонкопленочных подложках ниобата лития (LiNbO?). Разработка уменьшит размер оптических чипов в 10 раз. Такой подход приближает нас к созданию отечественных фотонных интегральных схем, применяемых в телекоммуникациях и при создании различных датчиков физических величин. Результаты исследования опубликованы в журнале Applied Sciences.

Ученые использовали метод реактивного ионного травления для создания волноводов на поверхности тонких пленок ниобата лития.

«Наша научная группа работает с тонкоплёночным ниобатом лития на изоляторе. Это совершенно новая, малоизученная материальная платформа, которая производит революцию в современной нанофотонике. Волноводы ниобата лития на изоляторе совмещают в себе все преимущество классических волноводов на протоннообменных технологиях, но при этом устройства потенциально могут иметь размеры на 10 раз меньше. Метод реактивного ионного травления – это одна из наиболее перспективных технологий для формирования волноводов в тонкопленочном ниобате лития на изоляторе, в то же время этот способ формирования наноструктур в таком материале является крайне мало изученным», – комментирует ассистент кафедры нанотехнологий и микросистемной техники ПГНИУ Андрей Козлов.

Кроме того, использование такой материальной платформы позволит уменьшить размеры базовых интегрально-оптических элементов, например, кольцевых резонаторов. При использовании протонообменных волноводов в ниобате лития радиус такого элемента составляет 3 сантиметра. В свою очередь разработка пермских ученых позволяет уменьшить радиус элемента до 50 – 100 мкм.

«За счёт более высокого контраста показателей преломления, данная материальная платформа позволяет формировать волноводы с превосходной электрооптикой и нелинейными оптическими свойствами, которые нам знакомы по классическому ниобату лития, при этом габаритные размеры чипов будут существенно ниже», – продолжил Андрей Козлов.

Ученые продолжают работу над новым материалом. Дорабатывается технология травления, улучшается анизотропия процесса для создания волноводов с необходимой геометрией.