Разработка интегрального источника оптического излучения, перестраиваемого в широком оптическом диапазоне, для применения в устройствах на основе ФИС

Команда Сколтеха, совместно с Пермским государственным национально исследовательским университетом (ПГНИУ) и Фотонным кластером Перми, при поддержке Центра компетенций НТИ Фотоника разрабатывает платформу для дизайна и производства фотонных интегральных схем (ФИС) на основе гибридной технологии. Фотонные интегральные схемы – следующий этап развития устройств на основе технологий фотоники, позволяющий достичь того же функционала при существенно меньших размерах, энергопотреблении, а в перспективе и меньших затратах на производство. Переход устройств фотоники на фотонные интегральные схемы происходит абсолютно аналогично переходу электронных устройств на электронные интегральные схемы. В России технологии для производства ФИС разрабатываются в нескольких научных центрах, однако ни в одном центре до сих пор не создана полная замкнутая цепочка по производству ФИС. Не отработаны коммуникации дизайн центров с технологическими группами – в целом, экосистема по дизайну, производству и использованию ФИС только зарождается, и наш проект должен стать центром роста этой экосистемы. 

Планируется создание и поэтапная/частичная локализация в России технологии интегральных перестраиваемых источников оптического излучения, преимущественно для сенсорных систем на основе фотонных интегральных схем. Технология должна включать в себя полный цикл научно-исследовательских, инженерно-технических и производственных работ по созданию оптического излучателя на основе технологий интегральной фотоники и ФИС.

Прежде всего ФИС – это новая номенклатура, на основе которой будут производится все используемые изделия. Прежде всего это система коммуникаций, включая 5/6 G, это сенсорные системы, которые станут неотъемлемой частью систем 6 G, это носимые гаджеты с опцией динамического контроля здоровья, системы связи для беспилотного транспорта всех видов. ФИС будут применяться как части компьютеров для решения специфических задач, в системах квантовой коммуникации и квантовой сенсорики.

ФИС представляет собой новую номенклатуру, из которой будут собираться по принципу LEGO конечные изделия – ровным счётом так, как в настоящее время из электронных интегральных схем собирают электронные устройства. Фабрики по производству ФИС, аналогично фабрикам для электронных интегральных схем, будут производить разнообразные типы ФИС под конкретные задачи. Конкретный дизайн ФИС и устройств на их основе будет разрабатываться дизайн центрами, которые будут посылать заказ на фабрики ФИС в определённом формате в автоматическом режиме. На каждую фабрик по производству ФИС будут замкнуто большое количество дизайн центров, что даст толчок развитию среднего бизнеса в этой нише рынка.

Разработка позволит заложить основу для производства активных и пассивных компонент на основе гибридной технологии. Такая технология является очень гибкой в смысле сочетания разных платформ и комбинации разных ФИС на их основе. Это, в свою очередь, открывает новые возможности для быстрого реагирования на конкретные заказы для различных применений.

Рынок ФИС только зарождается, и предприятия, которые сейчас разрабатывают и инвестируют в соответствующие технологии получат те же преимущества, которые в настоящее время имеют фабрики по производству электронных интегральных схем. К счастью, Сколтех и Пермский фотонный кластер обладают комплементарными компетенциями, позволяющими впервые в Российской Федерации построить экосистему по дизайну, производству и использованию в конечном продукте ФИС. 

По итогам первого года реализации проекта выполнен обзор и анализ существующих и перспективных схем реализации и параметров перестраиваемых интегральных лазеров для применения в оптических сенсорных системах и системах связи на основе фотонных интегральных схем. Также проведена оценка возможности и разработаны предложения для подготовки производства устройства на технологических площадках Пермского края.

Разрабатываемый источник оптического излучения планируется применять в системах мониторинга зданий, сооружений, состояния окружающей среды. Аналогичные устройства на российском рынке в интегральном исполнении отсутствуют.

Поделиться новостью: