Moniaallonpituusvalonlähdetasaisella levyllä
Optiset sirut ovat väistämätön tie Mooren lain jatkamiseen, siitä on tullut akateemisen maailman ja teollisuuden yksimielisyys, se voi tehokkaasti ratkaista elektronisten sirujen nopeus- ja virrankulutusongelmat, ja sen odotetaan horjuttavan älykkään laskennan ja erittäin nopean tiedonsiirron tulevaisuutta.optinen viestintäViime vuosina piipohjaisen fotoniikan tärkeä teknologinen läpimurto keskittyy sirutason mikroonteloiden solitonien optisten taajuuskampojen kehittämiseen, jotka voivat tuottaa tasaisesti sijoitettuja taajuuskampoja optisten mikroonteloiden läpi. Korkean integraation, laajan spektrin ja korkean toistotaajuuden etujen ansiosta sirutason mikroonteloiden solitonivalonlähteellä on potentiaalisia sovelluksia suuren kapasiteetin tietoliikenteessä, spektroskopiassa,mikroaaltofotoniikka, tarkkuusmittaus ja muut alat. Yleisesti ottaen mikroontelopohjaisen yksittäisen solitonin optisen taajuuskamman muunnostehokkuutta rajoittavat usein optisen mikroontelon asiaankuuluvat parametrit. Tietyllä pumpun teholla mikroontelopohjaisen yksittäisen solitonin optisen taajuuskamman lähtöteho on usein rajoitettu. Ulkoisen optisen vahvistusjärjestelmän käyttöönotto vaikuttaa väistämättä signaali-kohinasuhteeseen. Siksi mikroontelopohjaisen solitonin optisen taajuuskamman tasainen spektriprofiili on tullut tämän alan tavoitteeksi.
Singaporessa toimiva tutkimusryhmä on äskettäin edistynyt merkittävästi tasaisilla levyillä olevien moniaaltoisten valonlähteiden alalla. Tutkimusryhmä on kehittänyt optisen mikroontelosirun, jolla on tasainen, laaja spektri ja lähes nolladispersio, ja pakannut optisen sirun tehokkaasti reunakytkennällä (kytkentähäviö alle 1 dB). Optisen mikroontelosirun ansiosta optisen mikroontelon voimakas termo-optinen vaikutus on voitettu kaksoispumppauksen teknisellä ratkaisulla, ja toteutettu moniaaltoinen valonlähde, jolla on tasainen spektraalinen lähtö. Takaisinkytkentäjärjestelmän avulla moniaaltoinen solitonilähdejärjestelmä voi toimia vakaasti yli 8 tuntia.
Valonlähteen spektraalinen teho on suunnilleen puolisuunnikkaan muotoinen, toistotaajuus on noin 190 GHz, tasainen spektri kattaa 1470–1670 nm, tasaisuus on noin 2,2 dBm (keskihajonta) ja tasainen spektrialue kattaa 70 % koko spektrialueesta kattaen S+C+L+U-kaistan. Tutkimustuloksia voidaan käyttää suuren kapasiteetin optisissa yhteenliitännöissä ja korkeaulotteisissa sovelluksissa.optinenlaskentajärjestelmät. Esimerkiksi mikroontelopohjaiseen solitonikampalähteeseen perustuvassa suuren kapasiteetin tietoliikennedemonstraatiojärjestelmässä suuren energiaeron omaavalla taajuuskamparyhmällä on alhaisen signaali-kohinasuhteen (SNR) ongelma, kun taas tasaisen spektrin omaava solitonilähde voi tehokkaasti ratkaista tämän ongelman ja auttaa parantamaan signaali-kohinasuhdetta rinnakkaisessa optisessa tiedonkäsittelyssä, jolla on tärkeä tekninen merkitys.
Teos nimeltä ”Flat soliton microcomb source” julkaistiin Opto-Electronic Science -lehden kansiartikkelina osana ”Digital and Intelligent Optics” -numeroa.
Kuva 1. Moniaallonpituisen valonlähteen toteutuskaavio tasaisella levyllä
Julkaisun aika: 09.12.2024