从电子集成电路向更快、更节能、无干扰的光学电路的转变是光子技术发展的重要目标之一。
光子集成电路(pics)目前已用于在光网络和通信系统中传输和处理信号,包括光信号的I/O多路复用器和集成半导体激光器、调制器和光放大器的微芯片。然而,如今,pics主要与电子电路结合使用,而纯光子器件还没有竞争力。
制造pics的挑战之一是制造各种设备(波导耦合器、功率分配器、放大器、调制器、激光器和探测器)的复杂性,因为它们需要不同的材料。现有的pics中使用的主要材料是半导体(磷酸铟、砷化镓、硅)、电光晶体(铌酸锂)以及各种类型的玻璃。
为了提高PICS控制光通量的速度,研究人员正在寻找具有高光学非线性的新材料。在有希望的材料中,我们可以特别命名基于新发现的材料石墨烯(一个原子厚的碳原子层)的微波波导,在这种材料中,电荷载流子浓度可以通过光抽运或施加偏压来有效控制。
据联合国网络普通物理系主任米哈伊尔·巴库诺夫(Mikhail Bakunov)说,最近的理论和实验工作表明,石墨烯中超高速(涉及几个光场周期的次数)载流子浓度变化的可能性,这为操纵光波(等离子体)方向的振幅和频率提供了可能。D的石墨烯表面。
发展描述非平稳石墨烯中电磁过程的物理模型具有重要的现实意义。它引起了研究人员的兴趣。
Mikhail Bakunov指出:“2018年的研究结果之一是,在许多论文中预测通过改变石墨烯中的载流子浓度来增强(增加能量)等离子体的可能性,这无疑对制造新设备具有吸引力。”
联合国大学物理系副教授Alexei Maslov继续说道:“我们的研究旨在开发集成微芯片中超快光子控制的物理原理,换句话说,旨在提高微电路和微芯片在微电子和纳米电子学中的性能。”
当石墨烯中电子的浓度随时间变化时,UNN普通物理系的研究人员已经发展出一种光波在石墨烯(一个原子厚的碳原子层)表面传播的转换理论。
与以往的研究相比,电子与光场的相互作用得到了精确的考虑。研究结果之一是排除了先前预测的通过改变电子浓度来放大光波的可能性。因此,联合国网络(UNN)的科学家们的工作对非平稳微波波导中的波动力学进行了新的研究,从而促进了PICS的发展。


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