Il-Laboratorji Nazzjonali Sandia Jintegra l-Ottika Minjatura fuq il-Mikroċippa tas-Silikon

Sandia National Laboratories jintegra l-ottika minjatura fuq mikroċipps tas-silikon! Dan l-approċċ jippermetti lill-Laboratorji Nazzjonali Sandia biex jibnu ottika ta 'frekwenza għolja u ta' veloċità għolja, inklużi lejżers tal-fosfid tal-indju, modulaturi tan-nijobat tal-litju, ditekters tal-ġermanju, u iżolaturi akusto-ottiċi b'telf baxx - komponenti ewlenin kollha ta 'sistemi ottiċi ta' qawwa għolja.
Il-fabbrikazzjoni tal-lejżers fuq is-silikon hija proeza ta 'sfida li Sandia National Laboratories jemmen li tista' testendi t-tmexxija tal-Istati Uniti fit-teknoloġija tas-semikondutturi. Istituzzjonijiet jew organizzazzjonijiet oħra, inklużi UC Santa Barbara u Intel, pereżempju, bnew lasers simili, iżda Sandia espandiet il-klassi ta 'apparati integrabbli. Għall-ewwel darba, dawn l-apparati jistgħu jaħdmu flimkien fuq mikroċipps tas-silikon ottiċi, magħrufa wkoll bħala ċirkwiti integrati fotoniċi. Il-lejżers issa qed jiġu kkombinati ma 'apparat ottiku ċkejken ieħor biex il-karozzi li jsuqu waħedhom ikunu aktar sikuri, iċ-ċentri tad-dejta aktar effiċjenti, il-bijosensuri aktar portabbli, u teknoloġiji tar-radar u difiża oħra aktar versatili.
Wejfers sperimentali - Fil-Laboratorji Nazzjonali Sandia, aktar minn 1,000 lejżers u amplifikaturi sperimentali "jżejnu" wejfer tas-silikon miksi bid-deheb ta' tliet pulzieri.
Dan l-approċċ jippermetti lill-Laboratorji Nazzjonali Sandia biex jibnu ottika ta 'frekwenza għolja u ta' veloċità għolja, inklużi lejżers tal-fosfid tal-indju, modulaturi tan-nijobat tal-litju, ditekters tal-ġermanju, u iżolaturi akusto-ottiċi b'telf baxx - komponenti ewlenin kollha ta 'sistemi ottiċi ta' qawwa għolja.
Is-Silikon Integrat huwa Pass Kritiku Lejn il-Futur tal-Produzzjoni
Is-silikon huwa l-ħajja ta 'l-industrija tas-semikondutturi u materjal essenzjali għall-manifattura ta' ċipep tal-kompjuter. Waħdu, madankollu, huwa materjal lousy biex isiru lejżers. L-isfida għar-riċerkaturi kienet li jfasslu mod biex komponenti ottiċi magħmulin minn materjali multipli jikkoeżistu fuq mikroċipps tas-silikon.
Dawn il-materjali ma jistgħux sempliċement jeħlu flimkien, għalhekk ir-riċerkaturi għaqqduhom mas-silikon f'saffi kumplessi, proċess magħruf ukoll bħala integrazzjoni eteroġenja.
It-tim ta 'riċerka Sandia wera b'suċċess tekniki ta' integrazzjoni eteroġenji biex jiffabbrikaw apparati tas-silikon ibridi: lejżers ibridi u amplifikaturi magħmula minn fosfid tal-indju u silikon, u modulaturi simili magħmula minn niobat tal-litju u silikon, li jikkodifikaw informazzjoni fid-dawl prodott mil-laser.
Barra minn hekk, taħt l-istess pjattaforma, ġew żviluppati ditekters tal-ġermanju ta 'qawwa għolja u ta' veloċità għolja biex ilaħħqu mal-iżvilupp ta 'lejżers u modulaturi.
Lejżers li jikkaratterizzaw-Xjentisti Sandia jallinjaw fibri ottiċi ma 'skala taċ-ċippa, lejżers integrati mhux uniformi taħt mikroskopju.
Filwaqt li t-tim tar-riċerka Sandia irnexxielu jagħmel progress fir-riċerka, huma jgħidu li jeħtieġ li jirfinaw aktar l-approċċ tagħhom mal-imsieħba tal-industrija qabel ma ċ-ċipep fotoniċi jibdew jinqalgħu mil-linja tal-assemblaġġ. Fir-riċerka futura, it-tim ta 'riċerka Sandia jittama li jgħaqqad lejżers ma' komponenti ottiċi oħra fuq ċippa waħda.
L-għan tal-Laboratorji Nazzjonali Sandia fil-bini ta 'lasers fuq skala taċ-ċippa huwa li tittraduċi t-teknoloġija għall-industrija. It-tim juża ħafna mill-istess għodod użati fil-fabs semikondutturi kummerċjali, u l-lejżers jipproduċu wavelengths ta 'dawl tipikament użati fl-industrija tat-telekomunikazzjoni msejħa C-band u O-band.
It-tim ta 'riċerka Sandia jgħid li ladarba juru l-pjattaforma fotonika fil-laboratorju nazzjonali, jistgħu jgħaddu t-teknoloġija lil kumpaniji Amerikani, fejn jistgħu jiffokaw fuq il-kummerċjalizzazzjoni ta' produzzjoni fuq skala akbar.
Sandia National Laboratories qed jinvestu wkoll f'microchips ottiċi għaliex jittrasmettu aktar informazzjoni minn ċipep tradizzjonali. Iżda t-tim ta 'riċerka Sandia jgħid li l-isfidi tal-manifattura qed jipprevjenu l-adozzjoni mifruxa tagħhom. Filwaqt li t-teknoloġija hija magħrufa sew fil-komunità xjentifika, l-elettronika għadha tiddomina fuq il-biċċa l-kbira tal-mikroċipep.
Bil-pjattaforma tagħha għall-bini ta 'ċirkwiti fotoniċi, Sandia National Laboratories pożizzjona ruħha bħala mexxejja fl-appoġġ tal-industrija u organizzazzjonijiet oħra fir-riċerka u l-iżvilupp tal-fotonika għas-snin li ġejjin. Madankollu, ir-riċerka tal-Laboratorji Nazzjonali Sandia bħalissa mhijiex iffinanzjata taħt l-Att CHIPS. Sandia National Laboratories iridu pajjiżi oħra jikkollaboraw fuq teknoloġiji ġodda.
Il-President Joe Biden iffirma l-Att CHIPS u x-Xjenza tal-2022, abbozz mhux partiġġjan li jipprovdi $52.7 biljun f'inċentivi għall-industrija tas-semikondutturi. Filwaqt li din il-leġiżlazzjoni hija mistennija li żżid il-produzzjoni ta 'ċipep tal-kompjuter magħmula fl-Istati Uniti, se tipprovdi wkoll finanzjament għal semikondutturi fotoniċi.
Kif nafu lkoll, l-Att dwar iċ-Ċippa u x-Xjenza huwa deskritt b'mod sabiħ bħala politika ta 'għotjiet u sussidji għall-industrija tal-Istati Uniti, iżda essenzjalment irażżan it-tkabbir tal-industrija tas-semikondutturi taċ-Ċina. L-abbozz jirrestrinġi b'mod espliċitu l-intrapriżi rilevanti fiċ-Ċina biex jibnu investiment jew espansjoni ta 'fab ta' manifattura avvanzata, li jfixkel ħafna l-iżvilupp tal-industrija tas-semikondutturi taċ-Ċina, l-attentati tal-Istati Uniti permezz tal-"Att taċ-Ċippa u x-Xjenza" se jkunu l-industrija tas-semikondutturi taċ-Ċina "marġinalizzazzjoni" tal-prattika , bla dubju "imġieba eġemonika".
L-Att taċ-Ċippa u x-Xjenza dwar l-impatt taċ-Ċina, iċ-ċomb għal żmien qasir għal provvista mhux sigura ta 'kapaċità, dewmien ta' espansjoni tal-kapaċità, restrizzjonijiet ta 'R & D tat-teknoloġija; u fit-tul huwa li teskludi l-intrapriżi Ċiniżi fil-qasam tal-istandards tekniċi, tilfu l-opportunità li jiżviluppaw standards.
Dan se jistimula biss l-aċċelerazzjoni tal-proċess ta 'sostituzzjoni domestika taċ-Ċina, u jġiegħel liċ-Ċina tiżviluppa l-industrija taċ-ċippa. Iċ-Ċina qed tibni mill-ġdid ċiklu domestiku kbir bħala l-korp ewlieni, iċ-ċiklu doppju domestiku u internazzjonali li jsaħħaħ b'mod reċiproku mudell ġdid ta 'żvilupp, li se jkun il-futur tal-pedament l-aktar robust tal-industrija tas-semikondutturi taċ-Ċina.