Meervoudige golflengte lichtbron op een vlak vel

Multigolflengtelichtbronop een plat vel

Optische chips zijn de onvermijdelijke weg om de Wet van Moore voort te zetten, een consensus die zowel in de academische wereld als in de industrie bestaat. Ze kunnen de problemen met snelheid en energieverbruik van elektronische chips effectief oplossen en zullen naar verwachting de toekomst van intelligente computers en ultrasnelle communicatie radicaal veranderen.optische communicatieDe afgelopen jaren is er een belangrijke technologische doorbraak in de op silicium gebaseerde fotonica bereikt, namelijk de ontwikkeling van optische frequentiekammen met microholtesolitonen op chipniveau. Deze kunnen gelijkmatig verdeelde frequentiekammen genereren via optische microholtes. Dankzij de voordelen van hoge integratie, breed spectrum en hoge herhalingsfrequentie heeft een lichtbron met microholtesolitonen op chipniveau potentiële toepassingen in grootschalige communicatie, spectroscopie,microgolffotonicaprecisiemetingen en andere gebieden. Over het algemeen wordt de conversie-efficiëntie van een optische frequentiekam met een enkele soliton in een microholte vaak beperkt door de relevante parameters van de optische microholte. Bij een specifiek pompvermogen is het uitgangsvermogen van de optische frequentiekam met een enkele soliton in een microholte vaak beperkt. De introductie van een extern optisch versterkingssysteem zal onvermijdelijk de signaal-ruisverhouding beïnvloeden. Daarom is een vlak spectraalprofiel van de optische frequentiekam met een enkele soliton in een microholte een belangrijk onderzoeksgebied geworden.

Een onderzoeksteam in Singapore heeft onlangs belangrijke vooruitgang geboekt op het gebied van meervoudige golflengte-lichtbronnen op vlakke platen. Het team ontwikkelde een optische microholtechip met een vlak, breed spectrum en vrijwel nul dispersie, en verpakte deze chip efficiënt met randkoppeling (koppelingsverlies minder dan 1 dB). Op basis van deze optische microholtechip werd het sterke thermo-optische effect in de optische microholte overwonnen door middel van dubbele pomping, waardoor een meervoudige golflengte-lichtbron met een vlakke spectrale output werd gerealiseerd. Dankzij een feedbackregelsysteem kan het meervoudige golflengte-solitonbronsysteem meer dan 8 uur stabiel functioneren.

De spectrale output van de lichtbron is ongeveer trapeziumvormig, de herhalingsfrequentie is ongeveer 190 GHz, het vlakke spectrum beslaat 1470-1670 nm, de vlakheid is ongeveer 2,2 dBm (standaarddeviatie) en het vlakke spectrale bereik beslaat 70% van het totale spectrale bereik, inclusief de S+C+L+U-band. De onderzoeksresultaten kunnen worden gebruikt in optische interconnecties met hoge capaciteit en in hoogdimensionale toepassingen.optischecomputersystemen. In het demonstratiesysteem voor communicatie met grote capaciteit, gebaseerd op een microholte-solitonkambron, ondervindt de frequentiekamgroep met een groot energieverschil bijvoorbeeld een probleem van een lage signaal-ruisverhouding (SNR). De solitonbron met een vlakke spectrale output kan dit probleem echter effectief verhelpen en de SNR in parallelle optische informatieverwerking verbeteren, wat van groot technisch belang is.

Het werk, getiteld "Flat soliton microcomb source", werd gepubliceerd als omslagartikel in Opto-Electronic Science als onderdeel van het themanummer "Digital and Intelligent Optics".

Figuur 1. Realisatieschema voor een lichtbron met meerdere golflengten op een vlakke plaat.