В Томском госуниверситете систем управления и радиоэлектроники в 2025 году запатентован интегральный электрооптический модулятор по схеме интерферометра Маха-Цендера на основе тонкопленочного ниобата лития на изоляторе, нагруженного нитридом кремния.
Компактные, быстродействующие и энергоэффективные электрооптические модуляторы особенно востребованы в сфере телекоммуникаций. Современные сети передачи данных требуют всё больших скоростей обработки сигналов. Разработанная в ТУСУРе технология позволит создавать более эффективные решения для оптической связи.
«Электрооптический модулятор – это устройство, которое позволяет управлять оптическим сигналом с помощью электрического поля, – рассказывает соавтор патента, инженер лаборатории фотонных интегральных схем (ЛФИС) передовой инженерной школы (ПИШ) ТУСУРа Аян Мырзахметов. - В основе предложенного решения – тонкоплёночный монокристалл ниобата лития, обладающий выдающимися линейными и нелинейными оптическими свойствами. Такие устройства используются для модуляции света в оптоволоконных системах связи и квантовых технологиях».
Основная проблема тонкоплёночного ниобата лития заключается в сложности его технологической обработки. На сегодняшний день стандартным методом изготовления оптических структур является плазмохимическое травление, но для ниобата лития этот процесс сопровождается неконтролируемым формированием дефектов, что снижает эффективность готовых устройств. В ТУСУРе нашли решение, которое позволяет избежать этих проблем.
«Вместо травления непосредственно ниобата лития в технологическом процессе используется дополнительный слой нитрида кремния, для которого технологический процесс обработки менее сложен, - поясняет инженер ЛФИС ПИШ ТУСУРа Аян Мырзахметов. - Это позволяет значительно повысить стабильность производства и качество фотонных интегральных схем (ФИС) на основе ниобата лития».
Работа над патентом шла параллельно с магистерской диссертацией Аяна Мырзахметова: ее результаты легли в основу патента. Также в команду, работавшую над проектом, вошли инженер лаборатории Ангелина Гуляева и старший научный сотрудник ЛФИС Иван Кулинич, который выступил в качестве консультанта.
Авторы патента уверены, что технологии интегральных схем на основе тонкоплёночного ниобата лития – это важный шаг в развитии современной фотоники. В будущем команда планирует дальнейшие исследования в этой области, включая оптимизацию технологии создания волноводных структур, тестирование новых материалов и интеграцию подобных решений в реальные системы оптической связи.
Помимо этого, такие модуляторы могут найти применение в квантовой криптографии, где требуется точное управление световыми сигналами, а также в перспективных нейроморфных вычислениях, имитирующих работу нейронных сетей с помощью фотонных процессоров. Возможность интеграции с различными фотонными платформами открывает дорогу к использованию в медицинской диагностике, лазерных системах и даже оптических сенсорах для автономных транспортных средств.
Эксперты Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники выступили в Треке обзорно-дискуссионных заседаний «Доверенные ПАК и ЭКБ для критической гражданской инфраструктуры», а также приняли участие в других мероприятиях деловой программы Форума.
В рамках XX Международной научно-практической конференции «Электронные средства и системы управления» состоялась школа-семинар по теме «Опыт разработки и эксплуатации отечественного синтезатора олигонуклеотидов».
Ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники в рамках реализации проекта «Микроэлектроника и системы связи» программы «Приоритет 2030» разработали первый в России комплект интегральных схем для СВЧ приемо-передатчиков радиолокационных станций (РЛС) с АФАР S-диапазона на основе отечественной 180-нм КМОП технологии.
Ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники в рамках госпрограммы «Приоритет 2030» разработали первый в России комплект экспериментальных образцов интегральных оптических приемников со скоростями 2,5 Гбит/с и 20 Гбит/с на основе отечественных компонентов.