La tecnología relacionada con chips ópticos es el camino inevitable para conservar la validez de la Ley de Moore, que se ha convertido en el consenso de la academia y la industria; Puede resolver eficazmente los problemas de velocidad y consumo de energía de los chips electrónicos. Se espera que esta tecnología subvierta el futuro de la informática inteligente y la comunicación óptica de ultra alta velocidad.
En los últimos años, un importante avance tecnológico en la fotónica basada en silicio se ha centrado en el desarrollo de peines de frecuencia óptica de solitones con microcavidades basados en chips, que pueden generar peines de frecuencia uniformemente espaciados a través de microcavidades ópticas. Debido a sus ventajas de alta integración, amplio espectro y alta frecuencia de repetición, la fuente de luz de solitón de microcavidad basada en chip tiene aplicaciones potenciales en comunicación de gran capacidad, espectroscopia, fotónica de microondas, medición de precisión y otros campos.
En general, la eficiencia de conversión del peine de frecuencia óptica de solitón suele estar limitada por los parámetros relevantes de la microcavidad óptica. Con una potencia de bomba específica, la potencia de salida del peine de frecuencia óptica de un solo solitón de microcavidad suele ser limitada. La introducción de un sistema de amplificación óptica externo afectará inevitablemente a la relación señal-ruido. Por lo tanto, el perfil espectral plano del peine de frecuencia óptica de solitón se ha convertido en la búsqueda de este campo.
Recientemente, un equipo dirigido por el Dr. Peng Xie de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur ha logrado importantes avances en el campo de las fuentes de luz de múltiples longitudes de onda en láminas planas. El equipo de investigación desarrolló un chip de microcavidad óptica con un espectro plano, amplio y una dispersión casi nula y empaquetó eficientemente el chip óptico en forma de acoplamiento de borde (la pérdida de acoplamiento es inferior a 1 dB).
Basado en el chip de microcavidad óptica, el fuerte efecto termoóptico en la microcavidad óptica se supera mediante el esquema técnico de doble bombeo, y se logra la fuente de luz de múltiples longitudes de onda con salida espectral plana. A través del sistema de control de retroalimentación, el sistema de fuente de solitones de múltiples longitudes de onda puede funcionar de manera estable durante más de ocho horas.
La salida espectral de la fuente de luz es aproximadamente trapezoidal, la frecuencia de repetición es de aproximadamente 190 GHz, el espectro plano cubre 1470-1670 nm, la planitud es de aproximadamente 2,2 dBm (desviación estándar) y el rango espectral plano ocupa el 70% de todo el rango espectral, cubriendo la banda S+C+L.
Los resultados de la investigación se pueden utilizar en sistemas de interconexión óptica de alta capacidad y sistemas informáticos ópticos de alta dimensión.
Por ejemplo, en el sistema de demostración de comunicación de gran capacidad basado en una fuente de peine de solitón de microcavidad, el grupo de peine de frecuencia con una gran diferencia de energía enfrenta el problema de una SNR baja, mientras que la fuente de solitón con salida espectral plana puede superar eficazmente este problema y ayudar a mejorar la SNR en procesamiento de información óptica paralelo, que tiene una importante importancia en ingeniería.
Los hallazgos se publican en la revista Opto-Electronic Science. .
Más información: Xinyu Wang et al, Fuente de micropeine de solitón plano, Ciencia optoelectrónica (2023). DOI:10.29026/oes.2023.230024
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