В современных электронных интегральных схемах диод является ключевым элементом транзистора, который усиливает сигналы благодаря особой конфигурации. Аналогично, в кремниевых фотонных интегральных схемах функции транзисторов выполняют оптические усилители и изоляторы. В перспективе оптический изолятор может стать базовым и универсальным компонентом, играющим роль оптического диода.
Оптические изоляторы широко применяются в оптических приемопередающих модулях для центров обработки данных, а также в инновационных технологиях — интегрированной оптике Co-Packaged Optics, оптических нейросетях, чипах для квантовых компьютеров и LiDAR для беспилотников. Они обеспечивают надежную передачу мощных высокоскоростных сигналов между электронными и оптоэлектронными компонентами, важными для новых поколений полупроводниковых технологий.
Компания PhotoniSol сумела продемонстрировать монолитные интегральные оптические изоляторы с магнитооптическими пленками, нанесёнными на кремниевые волноводы методом распыления, что совместимо с массовым КМОП-производством. Такие изоляторы, также известные как «оптические диоды», предотвращают обратное отражение света в лазерах и обеспечивают стабильность и качество оптических сигналов.
Ранее создание интегрируемых оптических изоляторов с малыми потерями оставалось сложной задачей, так как традиционные технологии приводили к значительным оптическим потерям. Новейшая разработка PhotoniSol использует толстые кремниевые волноводы с магнитооптическим покрытием, что снижает потери и облегчает формирование эффективных волновых каналов.
Опубликованные результаты показывают, что такие монолитные оптические изоляторы могут стать основой для высокоинтегрированных фотонных чипов и масштабируемого производства, открывая новые горизонты в оптоэлектронике и фотонике.