Nguồn sáng đa bước sóng trên tấm phẳng

Đa bước sóngnguồn sángtrên tấm phẳng

Các chip quang học là con đường tất yếu để tiếp tục định luật Moore, đã trở thành sự đồng thuận của giới học thuật và công nghiệp, chúng có thể giải quyết hiệu quả các vấn đề về tốc độ và mức tiêu thụ điện năng mà các chip điện tử đang gặp phải, được kỳ vọng sẽ làm thay đổi tương lai của điện toán thông minh và siêu tốc độ.truyền thông quang họcTrong những năm gần đây, một bước đột phá công nghệ quan trọng trong lĩnh vực quang tử dựa trên silicon tập trung vào việc phát triển các lược tần số quang học soliton vi khoang cấp chip, có thể tạo ra các lược tần số cách đều nhau thông qua các vi khoang quang học. Nhờ những ưu điểm về khả năng tích hợp cao, phổ rộng và tần số lặp lại cao, nguồn sáng soliton vi khoang cấp chip có tiềm năng ứng dụng trong truyền thông dung lượng lớn, quang phổ học, v.v.quang tử vi sóngtrong các lĩnh vực như đo lường chính xác và các lĩnh vực khác. Nhìn chung, hiệu suất chuyển đổi của lược tần quang học soliton đơn vi khoang thường bị giới hạn bởi các thông số liên quan của vi khoang quang học. Dưới một công suất bơm cụ thể, công suất đầu ra của lược tần quang học soliton đơn vi khoang thường bị hạn chế. Việc đưa vào hệ thống khuếch đại quang học bên ngoài chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu. Do đó, việc tạo ra phổ phẳng cho lược tần quang học soliton vi khoang đã trở thành mục tiêu theo đuổi của lĩnh vực này.

Gần đây, một nhóm nghiên cứu tại Singapore đã đạt được những tiến bộ quan trọng trong lĩnh vực nguồn sáng đa bước sóng trên tấm phẳng. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một chip vi khoang quang học với phổ rộng, phẳng và độ tán sắc gần bằng không, đồng thời đóng gói chip quang học một cách hiệu quả bằng phương pháp ghép cạnh (tổn thất ghép nối nhỏ hơn 1 dB). Dựa trên chip vi khoang quang học này, hiệu ứng nhiệt quang mạnh trong vi khoang quang học được khắc phục bằng phương án kỹ thuật bơm kép, và nguồn sáng đa bước sóng với phổ đầu ra phẳng được hiện thực hóa. Thông qua hệ thống điều khiển phản hồi, hệ thống nguồn soliton đa bước sóng có thể hoạt động ổn định trong hơn 8 giờ.

Phổ phát xạ của nguồn sáng có dạng gần như hình thang, tần số lặp lại khoảng 190 GHz, phổ phẳng bao phủ dải bước sóng 1470-1670 nm, độ phẳng khoảng 2,2 dBm (độ lệch chuẩn), và dải phổ phẳng chiếm 70% toàn bộ dải phổ, bao phủ các băng tần S+C+L+U. Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong kết nối quang học dung lượng cao và các ứng dụng đa chiều.quang họchệ thống tính toán. Ví dụ, trong hệ thống trình diễn truyền thông dung lượng lớn dựa trên nguồn lược soliton vi khoang, nhóm lược tần số có sự chênh lệch năng lượng lớn gặp vấn đề về tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) thấp, trong khi nguồn soliton với đầu ra phổ phẳng có thể khắc phục hiệu quả vấn đề này và giúp cải thiện SNR trong quá trình xử lý thông tin quang học song song, điều này có ý nghĩa kỹ thuật quan trọng.

Công trình nghiên cứu, có tiêu đề “Nguồn vi lược soliton phẳng”, đã được xuất bản trên trang bìa của tạp chí Opto-Electronic Science như một phần của số báo “Quang học số và thông minh”.

Hình 1. Sơ đồ thực hiện nguồn sáng đa bước sóng trên tấm phẳng.