Wielodługościowe źródło światła na płaskiej powierzchni

Wielodługość faliźródło światłana płaskiej kartce

Układy optyczne są nieuniknioną drogą do kontynuacji prawa Moore’a, stały się konsensusem w środowisku akademickim i przemyśle, mogą skutecznie rozwiązać problemy z prędkością i zużyciem energii, z którymi borykają się układy elektroniczne, oczekuje się, że zniweczą przyszłość inteligentnych obliczeń i ultrawysokiej prędkościkomunikacja optyczna. W ostatnich latach ważny przełom technologiczny w fotonice opartej na krzemie koncentruje się na rozwoju optycznych grzebieni częstotliwości solitonowych na poziomie mikrownęki na poziomie chipa, które mogą generować równomiernie rozmieszczone grzebienie częstotliwości poprzez optyczne mikrownęki. Ze względu na swoje zalety wysokiej integracji, szerokiego spektrum i wysokiej częstotliwości powtarzania, źródło światła solitonowego na poziomie chipa ma potencjalne zastosowania w komunikacji o dużej pojemności, spektroskopii,fotonika mikrofalowa, precyzyjny pomiar i inne dziedziny. Ogólnie rzecz biorąc, wydajność konwersji pojedynczego solitonowego grzebienia częstotliwości optycznej mikrownęki jest często ograniczona przez odpowiednie parametry optycznej mikrownęki. Przy określonej mocy pompowania, moc wyjściowa pojedynczego solitonowego grzebienia częstotliwości optycznej mikrownęki jest często ograniczona. Wprowadzenie zewnętrznego układu wzmocnienia optycznego nieuchronnie wpłynie na stosunek sygnału do szumu. Dlatego płaski profil widmowy grzebienia częstotliwości optycznej solitonowego mikrownęki stał się celem tej dziedziny.

Niedawno zespół badawczy w Singapurze poczynił istotne postępy w dziedzinie wielodługościowych źródeł światła na płaskich arkuszach. Zespół badawczy opracował optyczny układ mikrownęki o płaskim, szerokim spektrum i dyspersji bliskiej zera oraz wydajnie zapakował układ optyczny ze sprzężeniem krawędziowym (strata sprzężenia mniejsza niż 1 dB). Na podstawie układu optycznego mikrownęki silny efekt termooptyczny w optycznej mikrownęce jest przezwyciężany przez techniczny schemat podwójnego pompowania, a wielodługościowe źródło światła o płaskim widmowym wyjściu jest realizowane. Dzięki systemowi sterowania sprzężeniem zwrotnym wielodługościowy układ solitonowy może pracować stabilnie przez ponad 8 godzin.

Wyjście widmowe źródła światła jest w przybliżeniu trapezoidalne, częstotliwość powtarzania wynosi około 190 GHz, płaskie widmo obejmuje 1470-1670 nm, płaskość wynosi około 2,2 dBm (odchylenie standardowe), a płaski zakres widmowy zajmuje 70% całego zakresu widmowego, obejmując pasmo S+C+L+U. Wyniki badań mogą być wykorzystane w połączeniach optycznych o dużej pojemności i wielowymiarowychoptycznysystemy komputerowe. Na przykład w demonstracyjnym systemie komunikacyjnym o dużej pojemności opartym na źródle solitonowym typu microcavity comb, grupa grzebieni częstotliwości o dużej różnicy energii napotyka problem niskiego SNR, podczas gdy źródło solitonowe o płaskim wyjściu widmowym może skutecznie przezwyciężyć ten problem i pomóc poprawić SNR w równoległym przetwarzaniu informacji optycznych, co ma istotne znaczenie inżynieryjne.

Praca zatytułowana „Płaskie źródło solitonowe mikrogrzebienia” została opublikowana jako artykuł okładkowy w czasopiśmie Opto-Electronic Science w ramach numeru „Digital and Intelligent Optics”.

Rys. 1. Schemat realizacji wielodługościowego źródła światła na płaskiej płycie