ENGINEERINGNET.BE - Fotonische chips zetten radiofrequenties om in licht, dat met veel hogere frequenties werkt. Op die manier zijn snelle verbindingen te leggen tussen zendstations voor bijvoorbeeld 5G.
Radio heeft als groot voordeel dat je heel scherpe filters kunt ontwikkelen, die precies zijn af te stemmen op het deel van de radioband dat je wilt gebruiken.
Eenmaal omgezet naar licht, is het veel lastiger om een goed filter te maken, alleen al door de grote snelheid van licht. Door akoestische golven – geluid met een heel hoge frequentie – te introduceren, is het licht even af te remmen, zodat ook in het optische domein filters zijn te ontwerpen. Dit heet ‘stimulated Brillouin scattering’.
Het paper in Nature Photonics, dat David Marpaung schreef samen met Jianping Yao (Universiteit van Ottawa) en Jose Campany (Universiteit van Valencia), geeft een brede kijk op de toekomst en is een pleidooi voor het vinden van creatieve combinaties.
Momenteel voeren drie materialen de boventoon in fotonica: siliciumnitride, indiumfosfide en silicium-op-isolator, ieder met hun eigen sterke punten en zwakten. De toekomst is aan ‘hybride’ systemen, met combinaties van materialen en technologieën, aldus de auteurs.
Dankzij het samenkomen van verschillende disciplines, kan fotonica een grotere rol spelen dan waar het ooit begon: in telecommunicatie en signaalverwerking. Inmiddels zijn lichtprocessoren te ontwikkelen die bestaan uit basiseenheden zoals ‘Mach-Zehnder interferometers’, die logische operaties kunnen uitvoeren.
Die processoren zijn niet ‘dedicated’ voor één toepassing, ze zijn herconfigureerbaar. Marpaung ontwikkelt deze technologie momenteel samen met UT-spinoff LioniX. De UT heeft een cluster van onderzoekers dat onder de noemer Applied Nanophotonics verschillende aspecten van het veld onderzoekt.
Marpaung ziet als toekomstige toepassingen aansluiting bij quantumcomputers en bij computers geïnspireerd door de werking van het brein: ‘neuromorphic optical computers’.
In de Laser Physics and Nonlinear Optics groep van de UT, heeft hij een eigen groep die de focus legt op niet-lineaire nanofotonica en signaalverwerking.
