Nguồn sáng đa bước sóng trên tấm phẳng

Đa bước sóngnguồn sángtrên tấm phẳng

Chip quang là con đường tất yếu để tiếp tục Định luật Moore, đã trở thành sự đồng thuận của giới học thuật và ngành công nghiệp, nó có thể giải quyết hiệu quả các vấn đề về tốc độ và tiêu thụ điện năng mà chip điện tử gặp phải, được kỳ vọng sẽ lật đổ tương lai của điện toán thông minh và tốc độ cực caotruyền thông quang học. Trong 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 các lược tần số quang soliton vi khoang cấp độ chip, có thể tạo ra các lược tần số cách đều nhau thông qua các khoang vi mô quang học. Do ưu điểm về khả năng tích hợp cao, phổ rộng và tần số lặp lại cao, nguồn sáng soliton vi khoang cấp độ chip có các ứng dụng tiềm năng trong truyền thông công suất lớn, quang phổ,quang tử vi sóng, đo lường chính xác và các lĩnh vực khác. Nhìn chung, hiệu suất chuyển đổi của lược tần số quang soliton đơn microcavity thường bị hạn chế bởi các thông số liên quan của microcavity quang. Dưới một công suất bơm cụ thể, công suất đầu ra của lược tần số quang soliton đơn microcavity thường bị hạn chế. Việc đưa vào hệ thống khuếch đại quang bên ngoài chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm. Do đó, cấu hình phổ phẳng của lược tần số quang microcavity soliton đã trở thành mục tiêu theo đuổi của lĩnh vực này.

Gần đây, một nhóm nghiên cứu ở Singapore đã đạt được tiến bộ quan trọng trong lĩnh vực nguồn sáng đa bước sóng trên tấm phẳng. Nhóm nghiên cứu đã phát triển một chip khoang vi mô quang học có phổ phẳng, rộng và độ phân tán gần như bằng 0, đồng thời đóng gói hiệu quả chip quang bằng khớp nối cạnh (tổn thất ghép nhỏ hơn 1 dB). Dựa trên chip khoang vi mô quang học, hiệu ứng quang nhiệt mạnh trong khoang vi mô quang học được khắc phục bằng sơ đồ kỹ thuật bơm kép và nguồn sáng đa bước sóng với đầu ra quang phổ 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 đầu ra của nguồn sáng xấp xỉ hình thang, tốc độ 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 dải S+C+L+U. Các kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng trong kết nối quang dung lượng cao và dữ liệu chiều caoquang họccác hệ thống máy tính. Ví dụ, trong hệ thống trình diễn truyền thông công suất lớn dựa trên nguồn lược soliton vi khoang, nhóm lược tần số có chênh lệch năng lượng lớn phải đối mặt với vấn đề SNR thấp, trong khi nguồn soliton có đầu ra phổ phẳng có thể khắc phục vấn đề này một cách hiệu quả và giúp cải thiện SNR trong xử lý thông tin quang song song, có ý nghĩa kỹ thuật quan trọng.

Công trình có tựa đề “Nguồn microcomb soliton phẳng” đã được xuất bản dưới dạng trang bìa trên tạp chí Opto-Electronic Science như một phần của số báo “Quang học thông minh và kỹ thuật số”.

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