Лаборатория фотонных интегральных схем (ЛФИС)

Руководитель: Перин Антон Сергеевич, кандидат технических наук, доцент

Год создания лаборатории: 2022

Описание лаборатории

Лаборатория создана в рамках гранта Министерства науки и высшего образования Российской Федерации «Создание новых лабораторий, в том числе под руководством молодых перспективных исследователей» национального проекта «Наука и университеты».

Объектом исследования лаборатории являются интегрально-оптические пассивные структуры и элементы ввода/вывода оптического излучения на основе фотонных интегральных схем (ФИС).

Основным научным направлением лаборатории является исследование и разработка способов изготовления интегральных оптических волноводов и элементов на их основе, в частности:

1. Исследование, разработка конструкций и технологии изготовления пассивных оптических элементов ФИС (волноводов, делителей, резонаторов, элементов ввода/вывода) на основе тонких плёнок ниобата лития (LiNbO3/SiO2) и нитрида кремния(Si3N4/SiO2);
2. Развитие принципов создания малоразмерных интегральных оптических систем, микро- и нанорезонаторов, элементов и устройств нанофотоники и плазмоники.

Продукция, производимая промышленностью, при производстве которой будет использован научный результат, достигаемый лабораторией:

1. Интегрально-оптические пассивные компоненты: разветвители, резонаторы, поляризационные делители, оптические фильтры, мультиплексоры и интерферометры;
2. Интегрально-оптические модуляторы;
3. Интегрально-оптические сенсорные системы.

Результаты по тематике исследования, полученные за время работы лаборатории

По итогам 2022 года предложены конфигурации и требуемые характеристики пассивных элементов, производство которых интересно в целях апробации разрабатываемой технологии. Обозначены задачи численного моделирования для оптимизации структур на базе интегральных оптических волноводов. Обозначены ссылки на методики исследования интегральных оптических волноводов и пассивных элементов на их основе. Получены результаты моделирования конструкций оптических волноводов и элементов ввода/вывода на основе тонких пленокниобата лития и нитрида кремния. Для проведения дальнейших экспериментальных исследований и верификации разработанных моделей предложена к разработке вакуумная установка RF/DС магнетронного напыления для получения плёнок ниобата лития с требуемыми характеристиками, а также напыления дополнительных слоёв различных функциональных пленок (изоляторы, проводящие слои и т. д.) в едином процессе.

По итогам 2023 года разработаны конструкции пассивных элементов ФИС, устройств ввода/вывода и стыковки ФИС с оптическим волокном, а именно:

• разработаны конструкции и изготовленыэкспериментальные образцы оптических волноводов и делителей на основе нитрида кремния на изоляторе;
• разработаны конструкциии изготовлены экспериментальные образцы элементов ввода/вывода оптического излучения в ФИС в виде тейперных элементов связи и линзованных оптических волокон;
• проведен обзор технологии напыления пленок ниобата лития методом высокочастотного магнетронного распыления.

Полученные результаты будут использованы на следующем этапе, задачами которого являются разработка методик измерения характеристик оптических компонентов на основе тонкопленочных волноводов и исследование характеристик оптических компонентов на основе тонкопленочных волноводов.

Сотрудничество с организациями реального сектора экономики

Промышленным партнёром лаборатории является ООО «Т8».