Ученые придумали "фотонные провода"

Процессы передачи информации можно сделать более быстрыми и энергетически эффективными с помощью фотонных компонентов. Разработка высокоэффективных оптических источников и приемников, интегрированных в микрочипы, уже достигла высокого уровня. Однако до сих пор не было удовлетворительных возможностей оптической связи между отдельными чипами. "Самая большая сложность состоит в достаточно точном выравнивании чипов с соединяющим их световодом", – поясняет Кристиан Коос, профессор Технологического института Карлсруэ, Германия (Karlsruhe Institute of Technology, KIT).

Группа под руководством Кристиана Кооса подошла к этой проблеме с другой стороны: сначала исследователи зафиксировали положение чипов, а затем высокоточным способом построили на полимерной основе световод между ними. Для подгонки соединения к расположению и направленности чипов ученые разработали новый метод трехмерного структурирования световода. Они использовали для этого так называемую двухфотонную полимеризацию, предоставляющую очень высокую разрешающую способность. Сверхчастотный лазер формирует конструкцию световода из полимера сразу на поверхности чипа. С этой целью исследовали использовали систему лазерной литографии, созданную Nanoscribe, сопутствующей компанией KIT.

Прототипы "фотонных проводов" достигли очень низких потерь и очень высокой пропускной способности в диапазоне инфракрасных телекоммуникационных волн около 1,55 микрометров. В первых экспериментах исследователи продемонстрировали скорости передачи данных свыше 5 терабит в секунду. Перспективы применения фотонных связей – в сложных приемо-передающих системах для оптической дальней связи, а также в датчиках и измерительных технологиях. Поскольку сверхточное позиционирование чипов при изготовлении таких систем будет больше не нужно, процесс становится частично приспособленным для автоматического производства больших серий. Теперь исследователи из KIT планируют в сотрудничестве с партнерскими компаниями довести эту технологию до промышленного применения.