Бакалавриат
2025/2026
Фотонные интегральные схемы для квантовых вычислений, коммуникаций и метрологии
Статус:
Курс обязательный (Инфокоммуникационные технологии и системы связи)
Кто читает:
Департамент электронной инженерии
Когда читается:
4-й курс, 1 модуль
Охват аудитории:
для своего кампуса
Язык:
русский
Программа дисциплины
Аннотация
Современные оптические эксперименты проводятся на оптических столах с использованием приборов, занимающих много места, до нескольких квадратных метров. Из-за габаритных размеров, сложности настройки и выравнивания, а также температурной стабилизации такие устройства не подходят для применения в коммерческих приборах, поэтому оптика нуждается в миниатюризации. Одна из перспективных разработок в области фотоники — это создание оптических устройств на пластинках миллиметрового размера. С этой целью создаются волноводы микронного и субмикронного размера на поверхностях небольших пластин. По ним удобно распространять лазерное излучение и передавать его из одних точек в другие. Между волноводами можно располагать различные оптические элементы: нелинейно-оптические кристаллы, разветвители, резонаторы, фотоприемники, подбирая компоненты для актуальных приложений. Такие устройства могут работать как при комнатных (фотонные интегральные схемы), так и при гелиевых температурах (квантово-оптические интегральные микросхемы). В результате этих разработок уже сегодня компактные оптические чипы миллиметровых размеров при комнатной температуре способны повысить быстродействие и функциональность оптических устройств, в телекоммуникациях, метрологии и в области создания прототипов полностью оптических нейроморфных вычислительных систем. Работающие при гелиевых температурах устройства со сверхпроводниковыми однофотонными детекторами потенциально способны произвести прорыв на пути к созданию масштабируемого фотонного квантового компьютера. С некоторыми из таких устройств студенты будут знакомится в рамках этой дисциплины.Лабораторные работы посвящены развитию навыков численного моделирования и расчета характеристик фотонных интегральных схем, а также их экспериментальных исследований фотонных интегральных схем, включая направленный ответвитель и кольцевой микрорезонатор