В России создали первый интегральный электрооптический модулятор для фотонных чипов
Специалисты МГТУ им. Н. Э. Баумана с коллегами из ВНИИА им. Н. Л. Духова создали интегральный электрооптический модулятор для фотонных чипов — устройство, регулирующее фотонный световой сигнал в системах оптико-волоконной связи, сообщили в пресс-службе МГТУ. Новое устройство в сотни раз меньше существующих модуляторов и обеспечивает крайне малые потери сигнала.
«В Квантум-парке МГТУ им. Н. Э. Баумана в научно-образовательном центре «Функциональные микро/ наносистемы» (НОЦ ФМН) впервые создан электрооптический модулятор для фотонной платформы на нитриде кремния (SiN) и прозрачных проводящих оксидах. Разработанное устройство обеспечивает быстрое управление оптическим сигналом с частотой выше 1 гигагерца и высокую производительность для широкого ряда высокотехнологичных устройств: от беспилотных комплексов, центров обработки данных до систем связи нового поколения и фотонных квантовых вычислителей», — отметили в пресс-службе.
Фотонные интегральные схемы (ФИС) считаются наиболее перспективными для современной связи, позволяющими мгновенно передавать любые объемы информации на любые расстояния с максимальной защищенностью. И наиболее перспективной платформой для фотонных устройств видимого и ближнего инфракрасного диапазона для телеком-индустрии, биофотоники и высокочувствительной сенсорики считается нитрид кремния. Но до сих пор нитрид был бессилен перед главной задачей — быстрым управлением сигналом на чипе. Поэтому для преобразования электронного сигнала в оптический пока используются модуляторы на ниобате лития. Они имеют миллиметровые размеры, что для таких систем обработки данных очень много.
Устройство, изобретенное в НОЦ ФМН совместной командой МГТУ им. Н. Э. Баумана и ВНИИА им. Н. Л. Духова, стало первым интегральным электрооптическим модулятором на нитриде кремния и прозрачных проводящих оксидах. Основа модулятора — многослойная структура, состоящая из пяти ультратонких слоев материалов. Ключевым элементом выступает активный слой прозрачного проводящего оксида, обладающий выраженным электрооптическим эффектом и низкими вносимыми потерями. Он обеспечивает управление оптическим сигналом: при подаче электрического потенциала меняется концентрация свободных носителей заряда, что приводит к изменению оптических свойств материала и позволяет эффективно регулировать прохождение сигнала. Модулятор имеет полосу пропускания выше 1 гигагерца, размер менее 10 микрометров и низкий уровень вносимых потерь на уровне 5,7 децибел.
«Разработка шла непросто: приходилось пересматривать материалы, топологию, подходы к изготовлению и характеризации устройства. В итоге создан модулятор, который существенным образом расширяет возможности нашей нитридной фотонной платформы. Благодарю всю команду за помощь и совместную работу, а правительство Москвы — за высокую оценку нашего общего труда», — отметил руководитель авторского коллектива, научный сотрудник НОЦ ФМН Евгений Лотков. За свою работу он удостоен премии правительства Москвы молодым ученым за 2026 год.
Результаты опубликованы в научном журнале Applied Physics Letters.
Сообщение В России создали первый интегральный электрооптический модулятор для фотонных чипов появились сначала на Время электроники.