Группа ученых из университета Твенте (University of Twente), Голландия, добилась успеха в деле создания оптического чипа, который имеет самую широкую на сегодняшний день полосу пропускания сигнала. Ширина полосы нового чипа составляет 495 ТГц, и это на 50 процентов больше ширины полосы пропускания чипа, являвшегося предыдущим обладателем этого рекорда.
Новый широкополосный чип изначально может выполнять весь набор функций, имеющих жизненно важное значение для области оптических телекоммуникаций, таких, как генерация излучения, усиление света и его модуляция. Тело чипа изготовлено из стекла, прошедшего специальный цикл производства и последующей обработки, что позволяет ему работать в диапазоне от синего до инфракрасного диапазонов, охватывая длины волн от 470 до 2130 нанометров соответственно.
«Основным достижением в этом деле является то, что нам удалось изготовить этот чип из материалов, которые распространены и уже давно используются в оптике» – рассказывает профессор Клаус Боллер (Klaus Boller), который возглавлял исследовательскую группу, – «Использование этих материалов позволило снизить до возможного минимума потери оптических сигналов и получить весьма высокую повторяемость при производстве».
Основу оптического чипа составляет стеклянное тело, своего рода световод, в который вводится луч лазерного света. Состав стекла этого световода обогащен кремнием и азотом, что позволяет получить на выходе свет в достаточно широком диапазоне. Кроме этого, подавая на вход чипа два луча света с различными, но определенными длинами волн, можно управлять уровнем модуляции исходящего луча света.
Одной из ключевых проблем, с которой пришлось столкнуться исследователям, стало предохранение нитрида кремния, вводимого в состав стекла, от распада под воздействием высокой температуры. Для решения этой проблемы была разработана уникальная относительно низкотемпературная технология производства стекла, которая позволила получить высококачественные пластины материала, толщиной в 800 нанометров, чего вполне достаточно для реализации всех функций чипа.
Спектр света, выдаваемого наружу чипом, не является непрерывным, он состоит из двадцати миллионов пиков, лежащих друг от друга на строго определенном расстоянии. Такой образец спектра называют «частотной гребенкой» и свет с таким спектром уже давно используется для увеличения пропускной способности оптических коммуникационных каналов.
Разработанная голландскими учеными технология уже доведена до уровня готовности к массовому производству. И она может стать основой будущих коммуникационных систем, которым придется справляться с передачей и обработкой все увеличивающегося из года в год потока данных, который циркулирует в недрах всех современных глобальных и локальных сетей передачи данных.
