È il modulatore elettro-ottico più piccolo mai realizzato quello creato dal team di ingegneri elettrici dell’Università di Rochester usando una pellicola sottile di niobato di litio sovrapposto ad uno strato di biossido di silicio. Si tratta di un passo avanti forse determinante per la miniaturizzazione dei circuiti integrati fotonici, quei circuiti che usano una luce per eseguire il calcolo e l’elaborazione del segnale, invece dell’elettricità.
Il modulatore è un componente essenziale per un chip fotonico perché controlla le modalità con cui la stessa luce viaggia.
Il nuovo modulatore, oltre ad essere il più piccolo mai creato, opera ad altissima velocità e risulta efficiente anche per quanto riguarda il consumo energetico, come spiega Qiang Lin, professore di ingegneria elettrica e informatica che ha pubblicato, insieme ai colleghi, i risultati del proprio lavoro su Nature Communications.
Questo nuovo progresso “getta una base cruciale per la realizzazione di circuiti integrati fotonici LN (di niobato di litio, n.d.r.) su larga scala che sono di immensa importanza per vaste applicazioni nella comunicazione dati, nella fotonica a microonde e nella fotonica quantistica”, spiega Mingxiao Li, uno studente laureato del laboratorio di Lin che ha partecipato allo studio.
Attualmente tutti i dispositivi fotonici basati sul niobato di litio sono ancora troppo grandi e ciò condiziona anche il livello di efficienza della modulazione nonché il consumo dell’energia e la modalità di integrazione nello stesso circuito.
Nel recente passato lo stesso team aveva già creato una “nanocavità” fotonica, un altro componente chiave per la miniaturizzazione dei chip fotonici. Grande solo un micron, questa nanocavità fotonica potrebbe servire, infatti, per regolare le lunghezze d’onda tramite l’utilizzo di soli due o tre fotoni a temperatura ambiente.
Con questi nuovi risultati si fa un ulteriore passo avanti in quello che probabilmente è lo scopo ultimo, ossia la realizzazione di chip fotonici nanoscopici di alta qualità e con una precisione elevata.
Approfondimenti
- Lithium niobate photonic-crystal electro-optic modulator | Nature Communications (IA) (DOI: 10.1038/s41467-020-17950-7)
