Optische chip-gerelateerde technologie is de onvermijdelijke weg om de geldigheid van de wet van Moore te behouden, die de consensus is geworden van de academische wereld en de industrie; het kan de snelheids- en stroomverbruikproblemen van elektronische chips effectief oplossen. Verwacht wordt dat deze technologie de toekomst van intelligent computergebruik en ultrasnelle optische communicatie zal ondermijnen.

In de afgelopen jaren heeft een belangrijke technologische doorbraak in op silicium gebaseerde fotonica zich geconcentreerd op de ontwikkeling van op chips gebaseerde soliton optische frequentiekammen met microcaviteit, die uniform verdeelde frequentiekammen kunnen genereren via optische microcaviteiten. Vanwege de voordelen van hoge integratie, breed spectrum en hoge herhalingsfrequentie heeft de op een chip gebaseerde soliton-lichtbron met microholte potentiële toepassingen in communicatie met grote capaciteit, spectroscopie, microgolffotonica, precisiemetingen en andere velden.

Over het algemeen wordt de conversie-efficiëntie van de optische soliton-frequentiekam vaak beperkt door de relevante parameters van de optische microholte. Bij een specifiek pompvermogen is het uitgangsvermogen van de optische frequentiekam met enkele soliton met microholte vaak beperkt. De introductie van een extern optisch versterkingssysteem zal onvermijdelijk de signaal-ruisverhouding beïnvloeden. Daarom is het vlakke spectrale profiel van soliton optische frequentiekam het streven van dit veld geworden.

Onlangs heeft een team onder leiding van Dr. Peng Xie van de Nanyang Technological University in Singapore belangrijke vooruitgang geboekt op het gebied van lichtbronnen met meerdere golflengten op vlakke platen. Het onderzoeksteam ontwikkelde een optische chip met microholten met een vlak, breed spectrum en bijna geen dispersie en verpakte de optische chip efficiënt in de vorm van randkoppeling (koppelingsverlies is minder dan 1 dB).

Gebaseerd op de optische microcaviteitschip, wordt het sterke thermo-optische effect in de optische microcaviteit overwonnen door het technische schema van dubbel pompen, en wordt de lichtbron met meerdere golflengten met vlakke spectrale output gerealiseerd. Via het feedbackcontrolesysteem kan het soliton-bronsysteem met meerdere golflengten meer dan acht uur stabiel werken.

De spectrale output van de lichtbron is ongeveer trapeziumvormig, de herhalingsfrequentie is ongeveer 190 GHz, het vlakke spectrum bestrijkt 1470-1670 nm, de vlakheid is ongeveer 2,2 dBm (standaardafwijking) en het vlakke spectrale bereik beslaat 70% van de gehele spectraal bereik, dat de S+C+L-band bestrijkt.

De onderzoeksresultaten kunnen worden gebruikt in optische interconnectiesystemen met hoge capaciteit en hoogdimensionale optische computersystemen.

In het communicatiedemonstratiesysteem met grote capaciteit, gebaseerd op een solitonkambron met microcaviteit, wordt de frequentiekamgroep met een groot energieverschil bijvoorbeeld geconfronteerd met het probleem van lage SNR, terwijl de solitonbron met vlakke spectrale output dit probleem effectief kan overwinnen en kan helpen de SNR bij parallelle optische informatieverwerking, wat een belangrijke technische betekenis heeft.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Opto-Electronic Science .

Meer informatie: Xinyu Wang et al., Flat soliton-microkambron, Opto-Electronic Science (2023). DOI:10.29026/oes.2023.230024

Aangeboden door Compuscript Ltd