Mehrwellenlängenlichtquelle auf flachem Blatt

MultiwellenlängeLichtquelleauf flachem Blatt

Optische Chips sind der unvermeidliche Weg, um Moores Gesetz fortzusetzen, ist zum Konsens der Wissenschaft und Industrie geworden, es kann effektiv die Geschwindigkeits- und Stromverbrauchsprobleme von elektronischen Chips lösen, wird erwartet, dass die Zukunft des intelligenten Computing und Ultra-High-Speed ​​untergrabenoptische KommunikationEin wichtiger technologischer Durchbruch in der Silizium-basierten Photonik der letzten Jahre konzentriert sich auf die Entwicklung optischer Mikrokavitäten-Solitonen-Frequenzkämme auf Chipebene, die durch optische Mikrokavitäten gleichmäßig verteilte Frequenzkämme erzeugen können. Aufgrund ihrer Vorteile wie hoher Integration, breitem Spektrum und hoher Wiederholungsfrequenz bietet die Mikrokavitäten-Solitonen-Lichtquelle auf Chipebene potenzielle Anwendungen in der Großkapazitätskommunikation, Spektroskopie,Mikrowellenphotonik, Präzisionsmessung und andere Bereiche. Die Konversionseffizienz von optischen Mikrokavitäten-Einzelsoliton-Frequenzkämmen wird im Allgemeinen oft durch die relevanten Parameter der optischen Mikrokavität begrenzt. Unter einer bestimmten Pumpleistung ist die Ausgangsleistung des optischen Mikrokavitäten-Einzelsoliton-Frequenzkamms oft begrenzt. Die Einführung eines externen optischen Verstärkungssystems beeinflusst zwangsläufig das Signal-Rausch-Verhältnis. Daher ist das flache Spektralprofil von optischen Mikrokavitäten-Einzelsoliton-Frequenzkämmen ein Schwerpunkt dieses Bereichs.

Kürzlich erzielte ein Forschungsteam in Singapur wichtige Fortschritte auf dem Gebiet der Mehrwellenlängenlichtquellen auf flachen Platten. Das Forschungsteam entwickelte einen optischen Mikrokavitätschip mit flachem, breitem Spektrum und nahezu null Dispersion und verkapselte den optischen Chip effizient mit einer Kantenkopplung (Kopplungsverlust unter 1 dB). Basierend auf dem optischen Mikrokavitätschip wird der starke thermooptische Effekt in der optischen Mikrokavität durch das technische Konzept der Doppelpumpe überwunden und eine Mehrwellenlängenlichtquelle mit flachem Spektralausgang realisiert. Durch das Rückkopplungssteuerungssystem kann das Mehrwellenlängen-Solitonenquellensystem über acht Stunden stabil arbeiten.

Die spektrale Leistung der Lichtquelle ist annähernd trapezförmig, die Wiederholungsrate beträgt etwa 190 GHz, das flache Spektrum deckt 1470–1670 nm ab, die Flachheit beträgt etwa 2,2 dBm (Standardabweichung), und der flache Spektralbereich nimmt 70 % des gesamten Spektralbereichs ein und deckt das S+C+L+U-Band ab. Die Forschungsergebnisse können in optischen Verbindungen mit hoher Kapazität und hochdimensionalenoptischComputersysteme. Beispielsweise ist in einem Kommunikationsdemonstrationssystem mit hoher Kapazität, das auf einer Mikrokavitäts-Solitonenkammquelle basiert, die Frequenzkammgruppe mit großer Energiedifferenz mit dem Problem eines niedrigen SNR konfrontiert, während die Solitonenquelle mit flacher spektraler Ausgabe dieses Problem effektiv überwinden und zur Verbesserung des SNR bei der parallelen optischen Informationsverarbeitung beitragen kann, was eine wichtige technische Bedeutung hat.

Die Arbeit mit dem Titel „Flat soliton microcomb source“ wurde als Titelpapier in Opto-Electronic Science im Rahmen der Ausgabe „Digital and Intelligent Optics“ veröffentlicht.

Abb. 1. Realisierungsschema für eine Lichtquelle mit mehreren Wellenlängen auf einer flachen Platte