Udvikling af en flad soliton mikrokamkilde

Optisk chip-relateret teknologi er den uundgåelige vej til at bevare gyldigheden af ​​Moores lov, som er blevet konsensus mellem den akademiske verden og industrien; det kan effektivt løse hastigheds- og strømforbrugsproblemerne ved elektroniske chips. Denne teknologi forventes at undergrave fremtiden for intelligent databehandling og ultra-højhastigheds optisk kommunikation.

I de senere år har et vigtigt teknologisk gennembrud inden for siliciumbaseret fotonik fokuseret på udviklingen af ​​chip-baserede mikrokavitets soliton optiske frekvenskamme, som kan generere ensartet fordelte frekvenskamme gennem optiske mikrokaviteter. På grund af dens fordele ved høj integration, bredt spektrum og høj gentagelsesfrekvens, har chip-baseret mikrokavitets soliton lyskilde potentielle anvendelser inden for kommunikation med stor kapacitet, spektroskopi, mikrobølgefotonik, præcisionsmåling og andre områder.

Generelt er konverteringseffektiviteten af ​​soliton optiske frekvenskammen ofte begrænset af de relevante parametre for det optiske mikrohulrum. Under en specifik pumpeeffekt er udgangseffekten af ​​mikrokavitets enkelt-soliton optiske frekvenskammen ofte begrænset. Indførelsen af ​​et eksternt optisk forstærkningssystem vil uundgåeligt påvirke signal-til-støj-forholdet. Derfor er den flade spektrale profil af soliton optisk frekvens kam blevet forfølgelsen af ​​dette felt.

For nylig har et team ledet af Dr. Peng Xie fra Nanyang Technological University i Singapore gjort vigtige fremskridt inden for lyskilder med flere bølgelængder på flade ark. Forskerholdet udviklede en optisk mikrokavitetschip med fladt, bredt spektrum og næsten nul spredning og emballerede effektivt den optiske chip i vejen for kantkobling (koblingstabet er mindre end 1 dB).

Baseret på den optiske mikrokavitetschip overvindes den stærke termoptiske effekt i det optiske mikrohulrum af det tekniske skema med dobbeltpumpning, og lyskilden med flere bølgelængder med flad spektral output realiseres. Gennem feedbackkontrolsystemet kan solitonkildesystemet med flere bølgelængder arbejde stabilt i mere end otte timer.

Lyskildens spektrale output er tilnærmelsesvis trapezformet, gentagelsesfrekvensen er omkring 190 GHz, det flade spektrum dækker 1470-1670 nm, fladheden er omkring 2,2 dBm (standardafvigelse), og det flade spektralområde optager 70 % af hele det flade spektrum. spektralområde, der dækker S+C+L-båndet.

Forskningsresultaterne kan bruges i højkapacitets optiske sammenkoblingssystemer og højdimensionelle optiske computersystemer.

For eksempel, i kommunikationsdemonstrationssystemet med stor kapacitet baseret på mikrokavitets soliton kamkilde, står frekvenskamgruppen med stor energiforskel over for problemet med lav SNR, mens solitonkilden med flad spektral output effektivt kan overvinde dette problem og hjælpe med at forbedre SNR i parallel optisk informationsbehandling, som har vigtig ingeniørmæssig betydning.

Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Opto-Electronic Science .

Flere oplysninger: Xinyu Wang et al., Flat soliton microcomb source, Opto-Electronic Science (2023). DOI:10.29026/oes.2023.230024

Leveret af Compuscript Ltd