Xio Photonics, de jongste telg uit het UT-nest, gaat de optische modulatortechnologie van de universiteit vercommercialiseren. De spin-off borduurt voort op de ringvormige modulator van Mesa+‘er Arne Leinse die elektrische datasignalen kan omzetten naar optische pulsen (zie Bits&Chips 12, 2005). Lionix helpt oprichter Douwe Geuzebroek de technologie te optimaliseren. Eerste modellen halen een snelheid van 40 Gbit/s. Het ringetje met een oppervlakte van een honderdste vierkante millimeter ligt vlak boven twee golfgeleiders. Door een van deze waveguides gaat een laserbundel, die voor een klein deel doorsijpelt in de ring. Bij de resonantiefrequentie van de ring ontstaat er een staande golf. Alleen dan is het ringsignaal sterk genoeg om voldoende licht naar de andere golfgeleider over te dragen. De resonantiefrequentie van de ring is te manipuleren met een spanning. Het cirkeltje fungeert zo als een schakelaar: met spanning geeft het de signalen door, zonder spanning niet. Zo kan de ring een trein enen en nullen omzetten in een serie optische pulsen.
Douwe Geuzebroek heeft het concept tijdens zijn promotieonderzoek verder uitgediept. ’Waar Leinse werkt met polymeermateriaal, heb ik gekozen voor siliciumoxide en siliciumnitride‘, vertelt hij. ’Hierdoor zijn de ringen te maken via standaard CMOS-processen. Dat is erg belangrijk om de producten in de praktijk succesvol te lanceren. Ook zijn de nieuwe ringen polarisatieonafhankelijk. Die eigenschap was nog nooit eerder aangetoond in CMOS-compatibele productie.‘
De UT-promovendus bouwt met de ringetjes niet alleen maar omzetters. Geuzebroek: ’De nadruk ligt op het gebruik als filter met bandbreedtes van 50 GHz. Met een vaste spanning zal maar één frequentie resonantie vertonen. Die golflengte kun je er dus uithalen. In theorie moeten we filters kunnen maken die de helft kleiner zijn dan bestaande oplossingen.‘ Op dit moment komt Xio Photonics tot snelheden van 40 Gbit per seconde. Filters stellen andere eisen aan de ring dan modulators. ’Je wilt namelijk geen strikte grenzen stellen‘, legt Geuzebroek uit. ’Bij modulators moet de overgang tussen aan en uit zo strak mogelijk zijn. Als je bij filters ook zulke harde grenzen stelt, houd je geen signaal meer over. Door de koppeling tussen de golfgeleiders en de ringen wat te versoepelen, kun je dat voorkomen.‘
Geuzebroek heeft het volste vertrouwen dat de technologie zal aanslaan. ’Door meerdere ringetjes te combineren kunnen we een heleboel toepassingen maken‘, zegt de technostarter. ’We onderzoeken nu welke de grootste kans van slagen hebben.‘ Xio Photonics krijgt daarbij advies van Lionix en Jaywalker, een Amerikaanse consultant met veel ervaring in het vakgebied. Een interessante applicatie is optisch vertraging. Geuzebroek: ’We bekijken of we de ringen kunnen gebruiken als optisch vertragers in phased array-antennes zoals bijvoorbeeld Astron die gebruikt. Met een aantal ringetjes naast elkaar kun je van een signaal meerdere outputs maken. Door de vertragingsfactoren goed te kiezen kun je het signaal een oriëntatie meegeven. In die richting is het signaal dan veel sterker dan in de andere. Zo kunnen GSM- of WLAN-netwerken met minder energie toe of hebben ze een groter bereik.‘
Xio Photonics bestaat behalve uit initiatiefnemer Geuzebroek uit twee Lionix-medewerkers en twee universitaire krachten die allemaal parttime in het bedrijf investeren. De start-up gebruikt de cleanroomfaciliteiten van het Mesa+-instituut.