Récemment, le concept de dimension artificielle est apparu. Grâce à cela, les structures de grande dimension peuvent être hébergées sur des plates-formes de faible dimension en exploitant des degrés de liberté non spatiaux comme alternative ou complément aux degrés géométriques.
Récemment, une collaboration au Japon a développé une méthode pour créer des dimensions synthétiques. Ils ont présenté la première réalisation d’une dimension de fréquence artificielle sur un résonateur toroïdal en silicium intégré photonique fabriqué à l’aide du procédé CMOS.
Toshihiko Baba, professeur au Département de génie électrique et informatique de l’Université nationale de Yokohama, a déclaré : Le concept de dimensions est devenu un incontournable dans divers domaines de la physique et de la technologie contemporaines au cours des dernières années. Alors que les recherches sur les matériaux et les structures de faible dimension ont été fructueuses, les développements rapides de la topologie ont révélé une abondance d’autres phénomènes potentiellement utiles en fonction des dimensions du système, dépassant même les trois dimensions spatiales disponibles dans le monde qui nous entoure. «
Pour développer ses dimensions artificielles, les scientifiques ont utilisé la même approche pour construire des semi-conducteurs à oxyde métallique complémentaire (CMOS). Un résonateur en anneau applique des guides pour contrôler et diviser les ondes lumineuses en fonction de paramètres spécifiques, tels que certaines bandes.
Baba a dit, Le dispositif photonique du résonateur en anneau de silicium a acquis des spectres optiques « en forme de peigne », résultant en des modes appariés cohérents avec un modèle unidimensionnel.
L’appareil a produit une dimension artificielle qui a permis aux scientifiques d’obtenir des informations sur le reste du système. Actuellement, le système se compose d’une seule boucle. Dans tous les cas, davantage d’effets de trajet peuvent être empilés et les signaux de fréquence optique peuvent être distingués immédiatement.
Baba Il a ditEt « Leur plate-forme, même avec des boucles empilées, est beaucoup plus petite et compacte que les méthodes précédentes, qui utilisaient des fibres optiques connectées à divers composants. »
« La plate-forme de puces photoniques en silicium plus évolutive offre des avancées significatives, permettant à la photonique dimensionnelle synthétique de tirer parti d’une boîte à outils de fabrication CMOS commerciale sophistiquée et avancée, tout en créant les moyens d’intégrer les phénomènes topologiques multidimensionnels dans de nouvelles applications de dispositifs.
« La flexibilité du système, y compris la capacité de le reconfigurer si nécessaire, complète les espaces fixes équivalents dans l’espace réel, ce qui peut aider les chercheurs à contourner les contraintes dimensionnelles de l’espace réel pour comprendre les phénomènes même au-delà des trois dimensions. »
Ce travail démontre la faisabilité d’utiliser la photonique dimensionnelle topologique et synthétique avec une plate-forme d’intégration de photonique sur silicium. Ensuite, nous prévoyons de collecter tous les éléments optiques de dimensions topologiques et synthétiques pour construire un circuit topologique intégré.
Référence de la revue :
- Armandas Palitis et al. Structures de bandes dimensionnelles synthétiques sur une plate-forme photonique Si CMOS. EST CE QUE JE: 10.1126 / sciadv.abk0468
