Illustration schématique d'un module microlaser à commande électrique intégré pour une intégration hybride optoélectronique. Brièvement, ce module est conçu pour être un résonateur polymère thermosensible au-dessus d'un circuit de chauffage en métal à l'échelle de la puce. La tension est appliquée dans le plan avec le transport de courant pour fournir un champ thermique local, qui induit le changement de longueur d'onde laser des microrésonateurs supérieurs dopés par colorant. Crédit :©Science China Press
L'intégration optoélectronique offre une stratégie prometteuse pour obtenir simultanément les mérites des électrons et des photons lorsqu'ils servent de supports d'information, y compris la communication à haute densité et le traitement de l'information à grande vitesse, ouvrant la voie aux circuits intégrés (CI) de nouvelle génération.
La demande sans cesse croissante de bande passante et de densité d'informations dans les circuits intégrés nécessite des dispositifs micro/nano fonctionnels pouvant être fabriqués dans des circuits intégrés 3-D, ce qui est souhaitable pour leurs performances améliorées dans le traitement des données sous une consommation moindre. Dans ces circuits hautement intégrés, cependant, modulation électrique sélective de dispositifs optiques spécifiques à l'échelle micro/nano, y compris les sources lumineuses et les guides d'ondes, est une exigence clé pour produire des éléments intégrés plus fonctionnels et plus compacts, mais est entravé par la non-linéarité trouvée dans les matériaux électro-optiques actuels.
Ecriture directe laser femtoseconde (FsLDW), comme l'une des techniques d'impression 3D, permet la construction directe et adressable de dispositifs optoélectroniques intégrés en 3D utilisant des composés organiques avec des caractéristiques polymérisées à deux photons. Avec la flexibilité de dopage, les microstructures polymérisées peuvent être facilement incorporées avec des molécules de colorant organique pour produire des dispositifs fonctionnels, comme des sources laser cohérentes. En outre, les polymères organiques possèdent une excellente réactivité aux stimuli externes, y compris la température. Leur grand coefficient thermo-optique permet la réalisation de l'accord électrique de longueur d'onde de résonance avec un rendement élevé lorsqu'ils sont fabriqués dans des structures à microcavité. L'incorporation d'un microlaser polymère thermosensible avec un microchauffeur électrique en dessous de la manière de fabrication 3-D peut être utilisée comme module microlaser hybride efficace avec une modulation électrique sélective vers une intégration optique-électronique.
Maintenant, Le groupe du professeur Yong Sheng Zhao à l'Institut de chimie, L'Académie chinoise des sciences a fait la démonstration d'un module microlaser modulé électriquement in situ basé sur des microdisques polymères dopés par colorant imprimés en 3D, qui est publié dans Science Chine Chimie .
L'effet thermo-optique de la matrice polymère a permis le réglage des modes laser à partir du microdisque lors du chauffage. La conception de la forme de FsLDW permet la fabrication de microstructures de niveau supérieur pour manipuler les signaux lumineux, comprenant les microdisques couplés au guide d'ondes pour la commande à distance de la lumière et les résonateurs couplés à double microdisque pour la sélection du mode laser. Cette dernière microstructure était en outre intégrée à un micro-chauffage électrique sous-jacent.
Par conséquent, la longueur d'onde de résonance de la cavité peut être décalée sur la base d'un changement de longueur optique commandé par chauffage par résistance par l'effet thermo-optique du matériau de matrice polymère, qui permet une modulation électrique de la longueur d'onde de sortie du module microlaser imprimé en 3D.
