מדעני המכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech) פיתחו שיטה ליצירת נתיבים אופטיים בעלי אובדן נמוך במיוחד ישירות על גבי פרוסות סיליקון. הטכנולוגיה החדשה מאפשרת לנתב אור עם הפסדים המתקרבים למדדים של סיב אופטי, במיוחד בטווח הנראה של אורכי הגל.
החוקרים השתמשו בזכוכית גרמנו-סיליקט — אותו חומר המשמש בסיבים אופטיים. מוליכי הגל מעוצבים בצורת ספירלות, כדי שהאור יעבור מסלול ארוך על פני שטח קומפקטי של שבב שגודלו סנטימטרים בודדים בלבד. הדבר מזכיר ליפוף של סיב על סליל, אך בקנה מידה ננומטרי.
בספקטרום הנראה, הפלטפורמה החדשה עולה על סיליקון ניטריד — החומר הסטנדרטי למעגלים פוטוניים משולבים — פי 20. האובדן הופחת עד כדי כך שלייזרים המבוססים על מוליכי גל אלו מציגים שיפור של למעלה מפי מאה בקוהרנטיות של האור.
ראש הפרויקט קרי ואהלה מציין כי השיטה מעבירה את יתרונות הייצור של סיבים אופטיים אל פרוסות סיליקון סטנדרטיות של 8 ו-12 אינץ'. מחברי המחקר השותפים — הפוסט-דוקטורנט האו-ג'ינג צ'ן והדוקטורנט קלן קולבורן — מדגישים כי חלקות פני השטח מושגת באמצעות "התכה מחדש" בתנור עד לרמה האטומית.
התוצאות פורסמו בכתב העת Nature. המכשירים כבר נבחנו במהודים טבעתיים, בסוגים שונים של לייזרים ובמהודים לא-ליניאריים. יישומים פוטנציאליים כוללים שעונים אטומיים על שבב, גירוסקופים, מערכות קוונטיות ותקשורת חסכונית באנרגיה במרכזי נתונים של בינה מלאכותית.
כיצד ישפיע הדבר על פיתוח חיישנים ממוזערים וטכנולוגיות קוונטיות בשנים הקרובות? בינתיים דבר אחד ברור: האובדן הנמוך סולל את הדרך למעגלים פוטוניים קוהרנטיים וכלכליים יותר, שבעבר נראו בלתי ניתנים להשגה על גבי סיליקון.
העבודה מומנה על ידי DARPA, חיל האוויר של ארצות הברית וארגונים נוספים. המדענים מדגישים כי זהו רק שלב ביניים — התקדמות משמעותית עוד לפנינו.
