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 ngành 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 phải đối mặt, dự kiến ​​sẽ lật đổ tương lai của máy tính 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 lược tần số quang học soliton vi khoang cấp chip, có thể tạo ra lược tần số cách đều thông qua các khoang vi khoang quang học. Do có ưu điểm là 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,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 có liên quan của lược tần số quang học soliton đơn khoang vi mô. Dưới một công suất bơm cụ thể, 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 khoang quang học có phổ phẳng, rộng và độ phân tán gần bằng không, và đóng gói chip quang học hiệu quả với ghép nối cạnh (tổn thất ghép nối nhỏ hơn 1 dB). Dựa trên chip vi khoang quang học, hiệu ứng quang nhiệt mạnh trong vi khoang quang học được khắc phục bằng sơ đồ kỹ thuật bơm kép và nguồn sáng đa bước sóng có đầu ra 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.

Đầu ra quang phổ của nguồn sáng xấp xỉ hình thang, tốc độ lặp lại khoảng 190 GHz, quang phổ phẳng bao phủ 1470-1670 nm, độ phẳng khoảng 2,2 dBm (độ lệch chuẩn) và phạm vi quang phổ phẳng chiếm 70% toàn bộ phạm vi quang 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 chiềuquang 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 có 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, có ý nghĩa kỹ thuật quan trọng.

Công trình có tựa đề “Flat soliton microcomb source” đã được xuất bản làm trang bìa trên tạp chí Opto-Electronic Science trong ấn bản “Digital and Intelligent Optics”.

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