Fotonische chips geboost met nieuwe lichtversterker
Onderzoek & Wetenschap 15/09/2020 10:03:44
De piepkleine versterker van UTwente pept de lichtsignalen van fotonische chips op en geeft ze zo een boost, zodat bijvoorbeeld detectoren voor tumormarkers of virussen gevoeliger worden.
Water en quantummagneten: 2 keer dezelfde fysica
Ontwikkeling nieuwe technologie voor hyperspectrale camera’s
Sneak preview van het Eplan Platform 2022
Data leiden naar DNA verspaningsproces - artikel
Uitbouw internationale provider van total connectivity oplossingen
Tracering aardbeien Coöperatie Hoogstraten met visie en RFID
>> Meer verwant nieuwsSmart Electrical Grid & Heat Grid Buildings
Live Webinar
van 21/04/2021 tot 28/04/2021
CE-machinerichtlijn 2006-42-EG
Online cursus IE-net
van 27/04/2021 tot 6/05/2021
EPLAN Virtual Fair
Online
van 28/04/2021 tot 29/04/2021
Analyse van het machinepark
online seminarie: datagestuurde optimalisering van bediening en onderhoud
donderdag 29 april 2021
Grand Paris Express
Live Webinar
dinsdag 4 mei 2021
Sensor+Test 2021
Online event
van 4/05/2021 tot 6/05/2021
(15/4) Prototype voor fysiek internet in haven Antwerpen en Zeebrugge
(14/4) Eerste twee nieuwe KM3NeT-detectorlijnen geïnstalleerd
(13/4) Start-up maakt biobrandstoffen en polymeren uit CO2
(12/4) BYD installeert bladbatterijen in alle elektrische auto’s
(8/4) Eerste groene waterstoffabrieken North Sea Port in ontwerpfase
(7/4) Hugo Thienpont: ”Over fotonica en jong bloed” - topingenieur
>> Meer blikvangersENGINEERINGNET.BE - Fotonische chips vinden hun weg inmiddels naar een groeiend aantal toepassingen. Ze zijn te vinden in detectie-chips in de medische wereld, in datacenters en signaalverwerking voor 5G mobiele communicatie.
En: de autonome auto’s van de toekomst zijn afhankelijk van fotonica, voor het in kaart brengen van hun omgeving met LIDAR, ofwel 'light detection and ranging'. Met een sterker lichtsignaal zijn zij hiertoe beter in staat.
Een versterker kan, net als in de elektronica, kleine signalen krachtiger maken. Tot nu toe is het niet goed mogelijk om een optische versterker te integreren op dezelfde chip als de rest van de fotonica. Dit betekent dat je een externe verbinding moet leggen: dit kan verliezen opleveren en is kwetsbaar.
Sonia García Blanco en haar team hebben nu een versterker ontwikkeld die de nadelen het hoofd biedt. De versterker maakt gebruik van de combinatie van aluminiumoxide en erbium, en van een innovatieve koppelingstechniek.
Erbium behoort tot de groep zeldzame aardmetalen en wordt al onder meer gebruikt in ‘fiber optical amplifiers’. Dit zijn vrij grote componenten. Dankzij de combinatie met aluminiumoxide, de juiste concentratie van erbium en een slim ontwerp, kunnen de afmetingen drastisch omlaag terwijl wel een hoge optische versterking mogelijk is.
Dan blijft nog de vraag: hoe verbind je de versterker met de rest van de lichtgeleidende onderdelen op de chip. Het antwoord van García Blanco is een dubbele fotonische laag.
Het licht kan, met verwaarloosbare verlies, verticaal op en neer bewegen tussen de schakeling van siliciumnitride en de versterkersectie. Dat kan onder meer dankzij een taps toelopend ontwerp van de twee laagjes, boven elkaar.
Dit maakt dat de ontwerper van een fotonische chip op elke gewenste plek een versterker kan inbouwen, zoals ook een elektronica-ontwerper kan ‘spelen’ met verschillende bouwblokken.
Probleem bij zeldzame aardmetalen, zoals erbium, is wel dat China nog steeds een monopolie op deze grondstoffen heeft, en dat de winning van dit soort metalen vaak met grote milieuschade gepaard gaat. << (Lydia Heida) (foto: UTwente)
De versterker is een van de resultaten van het project ‘Rare-earth doped novel on-chip sources’, waarvoor Sonia Garcia Blanco in 2015 een ‘Consolidator Grant’ ontving van de European Research Council. Dit project loopt nu af, en de ‘Proof of Concept’ subsidie stelt haar in staat om het nieuwe concept versneld marktrijp te maken.