Пермские ученые повысили стабильность оптических систем передачи данных

Результаты исследования представлены в журнале Chinese Optics Letters. «Характеристики оптической интегральной схемы сильно зависят от того, какое количество дефектов содержится в исходном кристалле, особенно в его приповерхностном слое, где и создаются световоды. Кристаллы разных производителей могут иметь одинаковые паспортные характеристики, и одновременно очень отличаться друг от друга с точки зрения процедуры создания волноводов, так как, свойства приповерхностного слоя не исследуются и не прописываются в паспорте.

Мы подобрали метод травления кристаллов, позволяющий измерить плотность в них определенных дефектов — дислокаций. Результаты этих измерений мы подтвердили с помощью рентгеновского анализа. Кроме того, нам удалось определить, как лучше отжечь кристалл, то есть при какой температуре и сколько времени его нужно держать в печи для уменьшения количества дефектов.

Все это вместе позволяет при производстве отличать плохие кристаллы от хороших и получать оптические волноводы с высокой стабильностью свойств, то есть работающие безотказно в течение десятилетий», — рассказывает участник исследования, руководитель молодежной лаборатории интегральной фотоники ПГНИУ Роман Пономарев.

Для повышения качества создаваемых волноводов ученые нагревали пластины ниобата лития в течение различного времени и исследовали плотность дислокаций после такой обработки. Было показано, что оптимальная температура отжига составляет 500 градусов Цельсия, при длительности четыре часа. При этом плотность дефектов структуры в образцах различных производителей снижалась более, чем в три раза по данным рентгеновского анализа.

Кроме того, ученые обнаружили, что при нагревании готовых интегральных схем, возможно восстановление свойств волноводов. Эти результаты наиболее важны с точки зрения повышения однородности структуры приповерхностного слоя и формирования более стабильных оптических волноводов, интегрально-оптических схем и элементов на кристалле.

По словам ученых новая модель может быть использована и для других типов материалов. Таким образом новый метод применим и для использования в телекоммуникации, навигации и других областях. 

НТИ Фотоника

6 статей

Центр компетенций НТИ Фотоника создан в конце 2020 года, на базе ПГНИУ. В Центре создан консорциум в, который входит 39 организаций от Санкт-Петербурга до Владивостока. Ключевые участники консорциума – ПГНИУ, ПАО «ПНППК», ИТМО, Сколтех, НГУ и ИАиЭ СО РАН. Сегодня Центр разрабатывает ряд новых технологий, решений и продуктов, готовит новые объекты интеллектуальной собственности, а также осуществляет подготовку специалистов в области сквозных технологий фотоники. Ключевая задача Центра – перенести результаты фундаментальных исследований на практические рельсы, выстроить кооперацию с индустриальными партнерами, подготовить высококвалифицированные кадры и создать линейку образовательных продуктов.

Показать больше