А-КОНТРАКТ на выставке ЭкпоЭлектроника – 2019

С 15 по 17 апреля компания А-КОНТРАКТ в очередной раз принимала участие в самой крупной российской выставке электронных компонентов, модулей и...

Далее

Системный подход к контролю качества изделий РЭА на контрактном производстве.

автор Сергей Патрушев |

Читайте новую статью директора по качеству А-КОНТРАКТ, опубликованную в журнале Технологии в электронной промышленности, № 2, 2019 г.

Далее

Российский проект по изготовлению лазерных химических анализаторов на микрочипе.

Учёным-физикам из Российского квантового центра, Политехнической школы Лозанны (EPFL), МГУ и МФТИ удалось создать технологический процесс, позволяющий изготавливать компактные лазерные химические анализаторы на базе оптических частотных гребенок, причём разработанный метод совместим с традиционными процессами, выполняемыми при создании «традиционной» электроники.

По словам одного из разработчиков, предложенная технология является весьма выгодной для массового промышленного производства, поскольку соединяет несколько важных параметров: совместимость с традиционными технологиями, простоту оптической схемы, невысокую цена изготовления. При этом вся разработанная система занимает мизерный объём – не более 1 см кв., а источником тока для неё может послужить обычная батарейка.

 

В руках ученого чип с интегральными микрорезонаторами из нитрида кремния (слева) и чип лазерного диода из фосфида индия в корпусе (справа).

Сейчас за основу для устройств, способных генерировать последовательность фемтосекундных импульсов света, взяты оптические частотные гребенки, чей спектр излучения видится как «гребёнка» - множество спектральных линий, разделенных равными частотными промежутками. Сферами применения подобных лазерных «линеек» являются телекоммуникации, спутниковая навигация, астрофизика, спектроскопические измерения и др. Более широкому использованию устройств такого типа препятствуют сложность в применении, немаленькие размеры и высокая цена.

Наиболее простым способом генерации таких гребёнок являются микрорезонаторы - «кольца» или диски из оптических материалов, где излучение лазера накачки из-за нелинейности материала превращается в частотную гребенку. Наработки 2018 года исследователей из лаборатории когерентной микрооптики и радиофотоники в РКЦ, создавших метод генерации частотных гребенок  в микрорезонаторах с помощью дешевых и компактных лазерных диодов вместо дорогих монохроматических лазерных систем, стали базой для дальнейших экспериментов в области разработки  дешевых и компактных лазерных спектрометров.

Учёные смогли создать новый способ генерации гребенок с использованием исключительно интегральных элементов. А это, в свою очередь, значит, что создание оптической схемы не требует использования отдельных оптических элементов (линз, призм и зеркал), что существенно затрудняло применение данной технологии в массовом производстве миниатюрных оптических устройств. Современные литографические технологии дают возможность использовать специальные волноводы для лучей света. Излучение лазеров генерируется в таких волноводах, делится на различные каналы, проходит через специальные фильтры и пр. Важно, что такие волноводы могут быть изготовлены с помощью стандартной КМОП-технологии (комплементарный металл–оксид–полупроводник), используемой в промышленных масштабах для производства электронных микросхем.

В созданном устройстве впервые в мире для накачки оптического микрорезонатора из нитрида кремния использовался недорогой лазерный диод. Микрорезонатор с диаметром намного меньше миллиметра имеет крайне низкий уровень потерь за счет особого метода послойного напыления — «Damascene process», сходного с методом производства дамасской стали.

«Часть излучения, циркулировавшая внутри микрорезонатора, попадала обратно в лазерный диод, что обеспечивало быструю оптическую обратную связь. Благодаря этому процессу, который в радиофизике называют „затягиванием“, система работала как мощный стабилизированный лазер, а в микрорезонаторе генерировалась оптическая гребенка с высокой степенью когерентности и частотой 88 гигагерц», — объясняет один из исследователей из МФТИ.

Простую и дешевую оптическую гребенку, которая встраивается в оптические интегральные схемы, можно использовать во многих фотонных системах нового поколения, например, в лидарах, для спектроскопии и высокоскоростной передачи данных.

В перспективе исследователи намереваются создать компактный спектрометр, многочастотный источник узкополосного лазерного излучения. Для этой цели требуется и дальше работать над технологией изготовления фотонных интегральных устройств.

Источник: rlocman.ru

Назад