Onderzoekers van de Universiteit Twente (UT) hebben een materiaal ontworpen, waarmee net zo veel optische versterking behaald wordt als met de beste halfgeleider optische versterkers die momenteel beschikbaar zijn. Zij verwachten dat met deze techniek op termijn meer dan 100 keer hogere optische versterking mogelijk is.

De onderzoekers van de Twentse universiteit verwachten dat ze met het materiaal datacommunicatie kunnen versnellen en op termijn een alternatief kunnen bieden voor korte-afstands-datacommunicatie (µm-cm schaal). Die nabijheidscommunicatie wordt gebruikt om circuits op chips optisch met elkaar te verbinden. UT-onderzoeker Dimitri Geskus promoveert vandaag op dit onderzoek aan de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica.

Volgens Geskus is er door de hogere eisen die gesteld worden aan datacommunicatie steeds meer vraag naar snelle optische versterkers. “Nadeel van de huidige optische versterkers is dat hun snelheid gelimiteerd is. Maar wij hebben een materiaal ontworpen, waarmee je gelijkwaardige optische versterking kunt behalen als met de beste halfgeleider optische versterkers die op het moment beschikbaar zijn, maar waarmee mogelijk hogere datacommunicatie snelheden behaald kunnen worden.”

Sneller en goedkoper

Dit materiaal bestaat uit dunne lagen kristallijn silicium, waarvan de lichtdoorlatende eigenschappen speciaal ontworpen zijn voor optische circuits op chips. De onderzoekers kunnen, door zelf de compositie van de dunne kristallagen samen te stellen, de eigenschappen ervan bepalen. Zij zijn in staat om veel hogere concentraties van het optisch actieve Ytterbium-ion in het kristal in te bedden. Ze hebben hiermee de optische versterking van zeldzame aardegedoteerde materialen die nu beschikbaar zijn meer dan honderdmaal verbeterd. “Dit opent op termijn de weg naar snellere en goedkopere optische datacommunicatie”, aldus Geskus.

Publicatie in Advanced Materials

Geskus voerde zijn promotieonderzoek uit binnen de vakgroep Integrated Optical Microsystems (IOMS) van onderzoeksinstituut MESA+. Hij werd hierbij begeleid door prof. dr. Markus Pollnau. Het onderzoek is financieel mede mogelijk gemaakt door de persoonlijke Vici-grant van Pollnau, toegekend door de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO). De resultaten van het onderzoek zijn onlangs gepubliceerd in het wetenschappelijke vakblad Advanced Materials.