Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» провел ряд уникальных исследований в области радиофотоники.
Специалистам удалось изучить фотонные свойства арсенида галия и нитрида кремния — материалов, при передаче оптических сигналов в которых, практически не создается помех. Где могут быть полезны результаты нового исследования — в новой статье от экспертов «ЗУМ-СМД».
Исследования университета «ЛЭТИ»
Интегральные микросхемы в привычной топологии — это электронные схемы, созданные в одном или в нескольких кристаллах полупроводников, которые обрабатывают электрический сигнал. Таким образом решаются различные задачи усиления и преобразования сигналов, вычисления, хранения и обработки цифровой информации. Подобные функции можно выполнить и с помощью фотонных интегральных схем, активной составляющей которых является свет или ИК-излучение. Для реализации таких систем не понадобятся кремниевые полупроводники, нужны материалы другого типа. Эти материалы изучают ученые, занимающиеся фотоникой и радиофотникой.
Авторам исследований удалось выявить такие преимущества фотонных систем в оптических и микроволновых диапазонах:
- повышенная экономичность и предельно малые потери;
- высокие скоростные характеристики;
- крайне малый уровень помех и высокая помехоустойчивость;
- выгодное соотношение «цена/ качество».
По словам заведующего кафедрой ФЭТ СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Александра Семенова, устройства, которые они разрабатывают, могут размещаться на кристаллах, площадью в 1 мм² и меньше. Исследования проводят прямо на кристалле с помощью уникальных зондовых станций. Оптические сигналы подаются прямо в волноводы структурной системы. Требуется изучить большой спектр свойств и характеристик используемых материалов и созданных на их базе уже готовых устройств.
Применение фотонных интегральных схем
Одна из сфер широкого использования фотонных интегральных схем — лидары. Это оптические радары, на базе которых можно создать устройства, способные ориентироваться в пространстве. Такие изделия могут быть установлены на беспилотные автомобили или робототехнику. Основное применение фотонных интегральных схем — волоконно-оптическая связь. Также они используются при создании специализированных устройств в биомедицине и в приборах фотонного вычисления.
Сегодня с помощью фотонных интегральных схем можно совершать простейшие вычислительные действия, а также повышать производительность уже существующих оптических и оптоэлектронных устройств. Но специалисты утверждают, что в будущем фотонные схемы смогут работать быстрее и с меньшими помехами.