Российские ученые создали эффективные преобразователи оптических сигналов

Сотрудники Физико-технического института имени Иоффе РАН (Санкт-Петербург) разработали интегрально-оптический модулятор - ключевое устройство для построения оптических информационно-телекоммуникационных систем, по своим параметрам соответствующее мировому уровню и перспективное с точки зрения импортозамещения зарубежных компонентов в отечественной фотонике и оптоэлектронике, сообщили РИА Новости в Минобрнауки России.

В последние десятилетия по ряду характеристик подходят к пределу своих возможностей информационно-телекоммуникационные системы, основанные на классической электронике и фотонике. Поэтому научные лаборатории по всему миру ведут исследования и разработки устройств на альтернативных физических принципах, которые бы позволили вывести информационно-телекоммуникационные системы на новый, "квантовый" уровень.

Наиболее перспективным направлением исследований в данной сфере стала фотоника, которая исследует способы генерации, передачи и обработки сигналов с помощью электромагнитных волн оптического диапазона (свет - частный случай таких волн) и отлично зарекомендовала себя в волоконно-оптических линиях связи. В последние годы область применения фотоники в качестве средства коммуникации значительно расширилась и включает в себя системы генерации, передачи и обработки сверхширокополосных СВЧ-модулированных оптических сигналов (радиофотоника), а также квантовые, то есть основанные на квантовой природе света, системы передачи и обработки данных (квантовая фотоника).

"Мы разработали интегрально-оптический сверхширокополосный модулятор - это устройство для преобразования электрических сигналов в оптические и управления характеристиками этих сигналов. Такие модуляторы являются ключевыми элементами для построения оптических информационно-телекоммуникационных систем. Они используются на линиях волоконно-оптической связи", – рассказал заведующий лабораторией квантовой электроники ФТИ Александр Шамрай.

В основе разработанного модулятора - интегрально-оптический чип из монокристалла ниобата лития.

Это вещество обладает уникальными оптическими свойствами, проявляющими себя в важнейших эффектах, которые могут быть использованы для формирования и управления оптическими сигналами, включая квантовые, что делает его одним из наиболее перспективных материалов для создания оптоэлектронных устройств.

По своим параметрам разработка превосходит российские аналоги и соответствует уровню ведущих мировых производителей модуляторов, поэтому является перспективной для импортозамещения зарубежных компонентов в отечественной фотонике и оптоэлектронике.

Сейчас в ФТИ продолжаются работы по совершенствованию технологии модуляторов на основе ниобата лития. Последние разработки направлены на использование гибридных тонкопленочных подложек ниобата лития толщиной в тысячную долю миллиметра.

Это потенциально позволит уменьшить длину модулятора до нескольких миллиметров, снизит уровень управляющих напряжений и расширит полосу модуляции до 100 ГГц и выше, что, как ожидается, выведет оптические информационные системы на принципиально новый уровень развития.

Ссылка: https://ria.ru/20230417/nauka-1865728360.html