ENGINEERINGNET.BE - Herprogrammeerbare fotonische geïntegreerde schakelingen (PIC's) manipuleren het pad van datadragende lichtsignalen en zijn gemaakt van materialen waarvan de brekingsindex is te wijzigen.
Om de signaalcontrole te maximaliseren en de optische verliezen te minimaliseren is een robuuste, betrouwbare en snelle methode nodig voor het maken van PIC's.
Met dit in gedachten hebben onderzoekers van TU Eindhoven een nieuwe fabricagemethode voor programmeerbare PIC’s ontwikkeld. Hierbij worden fotonische materialen gecoat met polymeren waarvan de optische eigenschappen in enkele minuten op grote schaal zijn af te stemmen met behulp van zure oplossingen met een variërende pH-waarde.
Alvorens de nieuwe polymeer-gecoate fotonische apparaten te fabriceren, bevestigden de onderzoekers eerst dat de optische eigenschappen van responsieve polyelectrolyte multilayer (PEM) - een materiaal dat bestaat uit een aantal PEM-lagen - omkeerbaar kunnen worden veranderd.
PEM-gecoate silicium monsters werden onderworpen aan cycli van verzuring en neutralisatie door het afwisselend dompelen van de monsters in oplossingen van verschillende pH.
Een lage pH-oplossing leidde tot dunne PEM-lagen met een hoge brekingsindex, terwijl hogere pH-oplossingen resulteerde in dikke PEM-lagen met een lagere brekingsindex. De daling van de brekingsindex is te wijten aan een toename van de porositeit in het materiaal.
De onderzoekers plaatsten vervolgens een PEM-coating eerst in zijn geheel en daarna gedeeltelijk over een fotonisch apparaat. Met behulp van het cyclische verzuringsproces varieerde de dikte van de coating en daarmee de brekingsindex.
Deze nieuwe aanpak biedt een breed scala aan controle en flexibiliteit als het gaat om het produceren van programmeerbare fotonische apparaten. Belangrijk is dat de apparaten met deze aanpak in enkele minuten zijn te programmeren. De geprogrammeerde toestand blijft tot 15 weken stabiel.
