由伊特莫大学，伊特莫大学 信用:文章作者 现代光子产业一直在努力使其设备更加紧凑，无论是计算系统还是传感器和激光雷达
为此，有必要使激光器、晶体管和其他元件更小
由ITMO研究人员领导的一个科学家小组提出了一种快速、经济的方法，可以在培养皿中直接制造光学芯片
这项研究发表在《美国化学学会纳米》杂志上
今天，使用基于显微激光和光学芯片的设备变得越来越普遍
它们被用于激光雷达的生产、新型生物传感器的开发，在未来，它们可以成为新的光学计算机的基础，这些计算机将使用光子而不是电子来传输和处理信息
今天的光学芯片工作在红外范围，我
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他们使用的激光发射的波长是人眼看不见的
“但是为了使设备更加紧凑，我们需要在可见光范围内工作，因为芯片的大小取决于其发射的波长，”ITMO物理与工程系首席研究员赛吉·马卡罗夫说
光学芯片由激光器和波导等部件组成
虽然创建一个发射光谱中绿色或红色部分的光源非常容易，但这些波长的波导可能是一个问题
“微型激光器是一种排放源，你需要把它引导到某个地方，”ITMO物理与工程系的高级研究员伊万·西内夫说
“这就是波导的用途
但是用于红外光学的标准硅波导在可见光范围内无法工作
它们传输的信号不超过几微米
对于一个光学芯片，我们需要在几十微米的高度上传输，这样波导的直径就非常小，光就可以穿过它足够远
" 科学家已经尝试用银波导代替硅波导，但是这种系统的传输距离也不够
最后，一组科学家，包括来自印度理工大学的专家，使用磷化镓作为波导材料，因为它在可见光波段的损耗非常低
但最重要的是，这两种光源都可以使用溶液化学方法直接在培养皿的波导上生长，这比常用的纳米光刻技术要便宜得多
这种新芯片的元件尺寸比在红外光谱范围内工作的同类产品小大约三倍
“这种芯片的重要特性是它能够通过一个非常简单的程序将发射的颜色从绿色调整到红色:钙钛矿和卤化氢蒸汽之间的阴离子交换，”ITMO物理和工程部门的高级研究员阿纳托利·普什卡列夫说
“重要的是，你可以在芯片生产后改变发射颜色，这个过程是可逆的
这对于必须以不同波长传输许多光信号的设备可能是有用的
例如，您可以为这样的设备创建几个激光器，将它们连接到一个波导，并使用它来同时传输几个不同颜色的信号
" 科学家们还为新开发的芯片配备了一个由钙钛矿制成的光学纳米天线，该天线接收沿波导传播的信号，并允许在一个系统中结合两个芯片
“我们在波导的另一端增加了一个纳米天线，”帕维尔·特罗菲莫夫博士解释说
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ITMO大学物理与工程系的学生
“现在，我们有了一个光源、一个波导和一个纳米天线，当被微激光器的发射光激发时，它就会发光
我们在它上面增加了另一个波导:结果，单个激光的发射进入了两个波导
与此同时，纳米天线不仅将这些元素连接成一个系统，还将部分绿光转换成红色光谱
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