Forskare vid MIT har producerat en komponent som tillåter kompletta optiska kretsar på kiselchips som kan produceras med standard tillverkningsprocesser.

Det har enligt MIT skett enorma framsteg under de senaste åren mot utvecklingen av helt fotoniska chip, som använder ljusstrålar istället för elektroner för att utföra beräkningsuppgifter. Nu har forskare vid MIT lagt till en viktig pusselbit som kan möjliggöra skapandet av fotoniska kretsar på kiselchips. MIT:s nya teknik kan möjliggöra att ljussignalen från en laser inte behöver omvandlingsstegen ljus-elektronik-ljus, utan tillåter istället att ljussignalen bearbetas direkt.

– Den nya komponenten är en "diod for light", säger Caroline Ross, the Toyota professor of Materials Science and Engineering vid MIT, som är medförfattare till en vetenskaplig artikel om tekniken som publicerades online den 13 november i den ansedda tidskriften Nature Photonics.

I analogi med funktionen hos en elektronisk diod släpper kretsen bara igenom ljus i en riktning.

– Detta är viktigt, förklarar Caroline Ross, för utan en sådan krets kan ströreflektioner destabilisera lasrarna som används för att producera de optiska signalerna och minska effektiviteten i överföringen.

För närvarande används en isolator, placerad utanför chipet, för att utföra denna funktion. Den nya tekniken kan nu tillåta att den funktionen integreras som en del i ett och samma chip.

För att utveckla en sådan krets måste forskarna först hitta ett material som är både är transparent och magnetiskt – två egenskaper som sällan förekommer tillsammans. Det resulterade i att man valde en typ material i mineralgruppen granat. Men dessa är dock normalt svåra att få att växa på kisel. Dock är granat intressant då det har ett skilt brytningsindex beroende på ljusstrålens riktning i materialet.

Det riktigt intressanta är att forskarna kunde deponera en tunn film av granat på kisel och täcka hälften av en slinga ansluten till en ljus-sändande kanal på chipet. Resultatet med tekniken blev att en ljusstråle kunde färdas fritt genom chipet i en riktning medan en stråle som färdas åt andra hållet avleddes i slingan. Det här innebär samtidigt att chipet kan tillverkas med vanliga, standard tillverkningsprocesser för kisel mikrochips.

– Det förenklar för att tillverka ett heloptiskt chip och gör det mycket enklare vid en kommersialisering än för ett system baserade på olika material, säger Caroline Ross i ett pressmeddelande.

Filed under: Utländsk Teknik