Nguồn sáng đa bước sóng trên tấm phẳng

Đa bước sóngnguồn sángtrên tấm phẳng

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, nó có thể giải quyết hiệu quả các vấn đề về tốc độ và mức tiêu thụ điện năng mà chip điện tử gặp phải, dự kiến ​​sẽ lật đổ tương lai của máy tính thông minh và tốc độ cực caotruyền thông quang họcTrong những năm gần đây, một bước đột phá công nghệ quan trọng trong quang tử học dựa trên silicon tập trung vào việc phát triển lược tần số quang học soliton khoang vi mạch cấp chip, có thể tạo ra lược tần số cách đều thông qua các khoang vi mạch. Nhờ những ưu điểm về tích hợp cao, phổ rộng và tần số lặp lại cao, nguồn sáng soliton khoang vi mạch cấp chip có tiềm năng ứng dụng trong truyền thông dung lượng lớn, quang phổ học,photonic vi sóng, đo lường chính xác và các lĩnh vực khác. Nhìn chung, hiệu suất chuyển đổi của lược tần số quang học soliton đơn khoang vi mô thường bị giới hạn bởi các thông số liên quan của khoang vi mô. Dưới một công suất bơm nhất định, công suất đầu ra của lược tần số quang học soliton đơn khoang vi mô thường bị giới hạn. 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, cấu hình phổ phẳng của lược tần số quang học soliton đơn khoang vi mô 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 hốc quang học với phổ phẳng, rộng và độ tán sắc gần bằng không, đồng thời đóng gói chip quang học một cách hiệu quả với ghép nối cạnh (tổn thất ghép nối nhỏ hơn 1 dB). Dựa trên chip vi hốc quang học, hiệu ứng quang nhiệt mạnh trong vi hốc quang học được khắc phục bằng phương pháp bơm kép, tạo ra nguồn sáng đa bước sóng với đầu ra phổ phẳng. 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 đầu ra của nguồn sáng gần như hình thang, tần số lặp lại khoảng 190 GHz, phổ phẳng bao phủ 1470-1670 nm, độ phẳng khoảng 2,2 dBm (độ lệch chuẩn), và dải phổ phẳng chiếm 70% toàn bộ dải phổ, bao phủ băng tần S+C+L+U. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng trong kết nối quang dung lượng cao và đa chiều.quang họcHệ thống máy tính. Ví dụ, trong hệ thống trình diễn truyền thông dung lượng lớn dựa trên nguồn lược soliton khoang vi mô, nhóm lược tần số có chênh lệch năng lượng lớn phải đối mặt với vấn đề 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 xử lý thông tin quang song song, điều này có ý nghĩa kỹ thuật quan trọng.

Công trình có tựa đề “Nguồn microcomb soliton phẳng” đã được xuất bản làm trang bìa trên tạp chí Opto-Electronic Science trong ấn bản “Quang học kỹ thuật số và thông minh”.

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