Учёные ТУСУРа работают над созданием миниатюрного модуля оптического передатчика на базе радиофотонных интегральных схем

Аспиранты ТУСУРа работают над созданием модуля оптического передатчика на базе отечественных радиофотонных интегральных схем, созданных на основе кристалла фосфида индия, для широкополосных систем передачи, приёма и обработки радиосигналов.

В составе команды — трое аспирантов ТУСУРа, младшие научные сотрудники ЛИКС кафедры КСУП, которые сотрудничают уже более 4 лет. У каждого есть свои уникальные компетенции, синергия которых позволяет успешно реализовывать задуманное. Алексей Помазанов, выполняющий в проекте роль инженера-метролога, обеспечивает исследовательскую функцию измерений параметров используемых радиофотонных интегральных схем передатчиков. Это по-настоящему ювелирная работа, если учесть, что сейчас команда работает над проведением исследований и измерений радиофотонной интегральной схемы, размеры которой не превышают 2×6 мм, а толщина кристалла при этом — не более 250 микрон. Артём Коряковцев — инженер-схемотехник с большим опытом в разработке интегральных схем оптических приёмников и передатчиков. Важным является то, что в такого рода проектах необходимо учитывать все современные тенденции развития электроники, радиотехники и фотоники для создания логически завершённого продукта, обладающего необходимым функционалом. Дмитрий Миненко — инженер-конструктор, отвечающий за разработку конструкторской и технологической части проекта.

Кристалл на плате при измерениях

В основу проекта молодых учёных легла работа, проведённая коллегой по цеху Евгением Фёдоровым на базе НИИ МЭС, результатом которой стала разработка отечественной радиофотонной интегральной схемы передатчика на фосфиде индия.

«С фосфидом индия работают лишь отдельные научные группы во всём мире, — отмечает руководитель команды разработчиков Дмитрий Миненко. — При том, в отличие от популярных технологий исполнения интегральных схем, только на фосфиде индия удалось реализовать полностью монолитную радиофотонную интегральную схему, позволяющую объединить на одном кристалле элементы по генерированию, усилению, регистрации, модулированию и управления световым потоком».

В связи с тем, что новые технологии позволяют объединить в одном кристалле весь спектр необходимых элементов для создания сложных оптических модулей, требуются новые технологии корпусирования. Сейчас перед разработчиками стоит амбициозная задача: разработать корпус модуля, который будет отвечать требованиям технологии поверхностного монтажа.

«Потребителю важно, чтобы всё не только работало, но и было простым в монтаже, не требовало ювелирной настройки. Для этого необходима правильная упаковка технологии. Наша цель состоит в том, чтобы разработать корпус, отвечающий требованиям современного мира, в который мы поместим наш кристалл. Одна из главных и сложных задач, стоящая перед нами, заключается в разработке и переносе СВЧ-тракта на слой установки модуля на печатную плату. Это избавит покупателей нашего модуля от покупки дорогостоящих кабелей для подключения к оборудованию», — поясняет разработчик. Он также отмечает, что на первом этапе планируется отработать технологию на материалах, которые широко используются для печатных плат, и в перспективе перейти на более взрослую технологию — низко (LTCC) и высокотемпературную керамику (HTCC).

Первый модуль оптического передатчика выполнен на небольшом кристалле. И это принципиальная позиция учёных.

«Сейчас мы работаем с кристаллом, на котором расположено лишь несколько оптических элементов. В данном проекте важно соблюдать правило от меньшего к большему. Сначала необходимо разработать метод и технологию корпусирования на более простых (одноканальных) передатчиках и затем совершенствовать технологию под большее количество каналов», — объясняет Дмитрий Миненко.

Уже через год проектная команда аспирантов ТУСУРа планирует представить макет образца. После этого молодые учёные планируют заниматься дальнейшим развитием технологии корпусирования радиофотонных интегральных схем на фосфиде индия. Разработчики уверены, что у технологии создания оптических модулей передатчиков на отечественных радиофотонных кристаллах — большие шансы выйти на международный уровень.

Уже сейчас высокую заинтересованность в проекте выразила московская компания, которая планирует построить оптические информационные телекоммуникационные сети, а также разрабатывать системы передачи – приёма как радио-, так и цифровых сигналов. Также авторов проекта поддержал Завод полупроводниковых приборов (г. Йошкар-Ола) — один из крупнейших производителей металлокерамических корпусов для микроэлектроники на территории РФ.