Учёные Сколтеха разработали электрооптический модулятор на основе кремниевой фотоники и плазмоники. Устройство позволяет управлять оптическими сигналами при сверхмалых размерах — длина активной структуры составляет всего 3,6 микрометра. Разработка может применяться в системах оптической связи, аналого-цифрового преобразования и обработке сверхвысокочастотных сигналов.
Модулятор построен на кремниевом волноводе шириной 7 микрометров и специальном слое из оксида индия и олова. Главная особенность — в волноводе одновременно распространяется несколько световых лучей (мод). На выходе получаются два сигнала, сдвинутые по фазе друг относительно друга на 180 градусов.
Такая конструкция показала рекордную эффективность: при постоянном токе ослабление сигнала достигло 20,6 дБ на длине всего 1,6 мкм — это 12,8 дБ на микрометр. На высоких частотах показатели ниже: 2,48 дБ при 10 МГц и 1,25 дБ при 1 ГГц. Один и тот же модулятор может работать в разных режимах: ослаблять сигнал, менять его фазу или делать и то и другое вместе.
Практическая ценность разработки — в создании сверхкомпактных фотонных схем. Обычно для таких задач нужен интерферометр длиной в несколько миллиметров, а здесь всё умещается в несколько микрон (в тысячи раз меньше). Плюс характеристики модулятора можно настраивать уже после изготовления.
