Forscher zeigen neuen Weg zu photonischen ICs
Eine spezielle Variante von Oberflächenplasmonen könnte einen Ansatz liefern, der zu integrierten optischen Schaltkreisen führt.
Könnte man in Mikrochips statt Elektronen Licht zur Übertragung digitaler Informationen verwenden, ließen sich auch dort Geschwindigkeit und Kapazität noch erheblich steigern. Eine Forschergruppe der Aalborg University und der Université Louis Pasteur glaubt, der Erfüllung dieses Wunschtraums einen guten Schritt näher gekommen zu sein. Im Wissenschaftsmagazin Nature berichten sie über einen neuen Ansatz, der zu integrierten optischen Schaltkreisen führen könnte.
Um dies zu erreichen, müsste man Licht bei nur geringen Ausbreitungsverlusten in Leiterbahnen mit einem deutlich unterhalb seiner Wellenlänge liegenden Durchmesser zwingen können. Die Wissenschaftlergruppe experimentierte daher mit einer speziellen Variante von Oberflächenplasmonen, elektromagnetischen Wellen, die freie Elektronen beidseitig eines Übergangs zwischen einem Metall und beispielsweise Luft anregen und sich so entlang dieser Oberfläche fortpflanzen. Die Wellen dringen dabei nur wenig in das Metall ein.
Bei den von der Gruppe untersuchten kanalisierten, plasmonischen Polaritonen (CPP) fräst man mit einem fokussierten Ionenstrahl ultrafeine Riefen in die Oberfläche eines Metallfilms, die diese Plasmonen seitlich viel klarer eingrenzen und deutlich geringere Verluste zeigen als bei anderen Varianten. Die Forscher zeigten jetzt nicht nur, dass es diese Plasmonen tatsächlich gibt und sie sich entlang der Riefen mit ausreichend geringen Verlusten ausbreiten. Sie demonstrierten auch, dass mit CPP-Komponenten eine Umlenkung und Teilung von Strahlung möglich ist: Im Versuch gelang es ihnen, einen Y-Splitter, einen Ringoszillator und ein Mach-Zehnder-Interferometer herzustellen, die im in der Telekommunikation üblichen Infrarotbereich arbeiten. Die Forscher sehen damit den Weg geebnet für eine neue Klasse von integrierten optischen Schaltkreisen. (anm)
