Kutatók megalkották a világ első programozható nemlineáris fotonikus hullámvezetőjét, amely képes egyetlen chipen többféle optikai funkció között váltani. A fejlesztés az NTT Research, a Cornell Egyetem és a Stanford Egyetem együttműködésében valósult meg, és alapjaiban formálhatja át az optikai és kvantumtechnológiai iparágakat.
A technológia legfontosabb újítása, hogy megtöri az optika egyik régóta érvényes korlátját, az úgynevezett „egy eszköz – egy funkció” paradigmát. A hagyományos fotonikus eszközök gyártáskor egyetlen feladatra konfigurálhatók, minden további funkció új berendezést igényel. Az új hullámvezető ezzel szemben dinamikusan alakítható: a chipre vetített strukturált fény mintázataival az optikai tulajdonságok és funkciók valós időben módosíthatók.
A szilícium-nitrid alapú eszköz lehetővé teszi például az önkényes impulzusformálást, a hangolható második harmonikus generálást, a holografikus fényképzést vagy a nemlineáris optikai funkciók valós idejű tervezését. A technológia így új szintre emeli az optikai áramkörök, a kvantumfrekvencia-átalakítók és a fényforrások fejlesztését.
Ryotatsu Yanagimoto, az NTT Research vezető tudósa kiemelte: „eredményeink új fejezetet nyitnak a nemlineáris fotonikában, hiszen a gyors újrakonfigurálhatóság és a magas gyártási hatékonyság immár valós lehetőséggé válik.” Az IDTechEx előrejelzése szerint a fotonikus integrált áramkörök piaca 2035-re meghaladhatja az évi 50 milliárd dolláros bevételt. A programozható eszközök csökkenthetik a kutatás-fejlesztési és gyártási költségeket, növelhetik a kihozatalt, valamint kompaktabb, energiahatékonyabb rendszereket eredményezhetnek.
A technológia nemcsak a távközlésben és az adatkommunikációban, hanem a kvantumszámítástechnikában is kulcsszerepet kaphat, hiszen lehetővé teszi a hangolható kvantumfény-forrásokat és a nagy pontosságú optikai jelek generálását. Az NTT Research PHI Lab célja a fizika és az informatika határterületeinek összekapcsolása.
Forrás: Interesting Engineering
A borítókép illusztráció, forrása: Freepik
