Multiwellenlängen-Lichtquelle auf flachem Blatt

MultiwellenlängeLichtquelleauf flachem Blatt

Optische Chips sind der unvermeidliche Weg zur Fortsetzung des Mooreschen Gesetzes und sind zum Konsens von Wissenschaft und Industrie geworden. Sie können die Geschwindigkeits- und Stromverbrauchsprobleme, mit denen elektronische Chips konfrontiert sind, effektiv lösen und werden voraussichtlich die Zukunft des intelligenten Rechnens und der Ultrahochgeschwindigkeit untergrabenoptische Kommunikation. In den letzten Jahren konzentrierte sich ein wichtiger technologischer Durchbruch in der siliziumbasierten Photonik auf die Entwicklung von optischen Mikrokavitäten-Soliton-Frequenzkämmen auf Chipebene, die durch optische Mikrokavitäten gleichmäßig beabstandete Frequenzkämme erzeugen können. Aufgrund ihrer Vorteile einer hohen Integration, eines breiten Spektrums und einer hohen Wiederholungsfrequenz bietet die Mikrokavitäts-Solitonenlichtquelle auf Chipebene potenzielle Anwendungen in der Kommunikation mit großer Kapazität, in der Spektroskopie,Mikrowellenphotonik, Präzisionsmessung und andere Bereiche. Im Allgemeinen wird die Umwandlungseffizienz eines optischen Mikrokavitäts-Einzelsoliton-Frequenzkamms häufig durch die relevanten Parameter der optischen Mikrokavität begrenzt. Bei einer bestimmten Pumpleistung ist die Ausgangsleistung des optischen Mikrokavitäts-Einzelsoliton-Frequenzkamms häufig begrenzt. Die Einführung eines externen optischen Verstärkungssystems wirkt sich zwangsläufig auf das Signal-Rausch-Verhältnis aus. Daher ist das flache Spektralprofil des optischen Mikrokavitäts-Soliton-Frequenzkamms zum Ziel dieses Fachgebiets geworden.

Kürzlich hat ein Forschungsteam in Singapur wichtige Fortschritte auf dem Gebiet der Lichtquellen mit mehreren Wellenlängen auf flachen Blechen erzielt. Das Forschungsteam entwickelte einen optischen Mikrokavitätschip mit einem flachen, breiten Spektrum und einer Dispersion nahe Null und verpackte den optischen Chip effizient mit Kantenkopplung (Kopplungsverlust weniger als 1 dB). Basierend auf dem optischen Mikrokavitätschip wird der starke thermooptische Effekt in der optischen Mikrokavität durch das technische Schema des Doppelpumpens überwunden und die Multiwellenlängen-Lichtquelle mit flacher spektraler Ausgabe realisiert. Durch das Rückkopplungskontrollsystem kann das Solitonenquellensystem mit mehreren Wellenlängen mehr als 8 Stunden lang stabil arbeiten.

Die spektrale Leistung der Lichtquelle ist ungefähr 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 Spektrums ein Spektralbereich, der das S+C+L+U-Band abdeckt. Die Forschungsergebnisse können in hochleistungsfähigen und hochdimensionalen optischen Verbindungen eingesetzt werdenoptischComputersysteme. Beispielsweise steht in dem Kommunikationsdemonstrationssystem mit großer Kapazität, das auf einer Mikrokavitäts-Solitonenkammquelle basiert, die Frequenzkammgruppe mit großer Energiedifferenz vor dem Problem eines niedrigen SNR, während die Solitonenquelle mit flachem Spektralausgang dieses Problem effektiv überwinden und zur Verbesserung beitragen kann SNR in der parallelen optischen Informationsverarbeitung, das 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. Schema zur Realisierung einer Lichtquelle mit mehreren Wellenlängen auf einer flachen Platte