แหล่งกำเนิดแสงหลายความยาวคลื่นบนแผ่นเรียบ

ความยาวหลายคลื่นแหล่งกำเนิดแสงบนแผ่นเรียบ

ชิปแสงเป็นเส้นทางที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการดำเนินการต่อกฎของมัวร์ ได้กลายเป็นฉันทามติของนักวิชาการและอุตสาหกรรม มันสามารถแก้ปัญหาความเร็วและการใช้พลังงานที่ชิปอิเล็กทรอนิกส์เผชิญได้อย่างมีประสิทธิภาพ คาดว่าจะล้มล้างอนาคตของคอมพิวเตอร์อัจฉริยะและความเร็วสูงพิเศษการสื่อสารด้วยแสง- ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญในโฟโตนิกส์ที่ใช้ซิลิกอนมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาหวีความถี่แสงโซลิตันระดับไมโครชิป ซึ่งสามารถสร้างหวีความถี่ที่มีระยะห่างสม่ำเสมอผ่านไมโครคาวิตีแบบออปติคัล เนื่องจากข้อดีของการบูรณาการสูง สเปกตรัมกว้าง และความถี่การทำซ้ำสูง แหล่งกำเนิดแสงโซลิตอนขนาดเล็กระดับชิปจึงมีการใช้งานที่มีศักยภาพในการสื่อสารที่มีความจุขนาดใหญ่ สเปกโทรสโกปีโฟโตนิกส์ไมโครเวฟ, การวัดที่แม่นยำ และสาขาอื่นๆ โดยทั่วไป ประสิทธิภาพการแปลงของหวีความถี่แสงโซลิตันเดี่ยวแบบไมโครคาวิตีมักถูกจำกัดโดยพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องของไมโครคาวิตี้แบบออปติคัล ภายใต้กำลังของปั๊มที่เฉพาะเจาะจง กำลังขับของหวีความถี่แสงโซลิตันเดี่ยวที่มีช่องขนาดเล็กมักจะถูกจำกัด การนำระบบขยายสัญญาณออปติคัลภายนอกมาใช้จะส่งผลต่ออัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นโปรไฟล์สเปกตรัมแบนของหวีความถี่แสงโซลิตันแบบ microcavity จึงกลายเป็นสิ่งที่กำลังแสวงหาในสาขานี้

เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมวิจัยในสิงคโปร์มีความก้าวหน้าที่สำคัญในด้านแหล่งกำเนิดแสงหลายความยาวคลื่นบนแผ่นเรียบ ทีมวิจัยได้พัฒนาชิปออปติคัลไมโครคาวิตี้ที่มีสเปกตรัมแบนราบและกระจายตัวใกล้เป็นศูนย์ และบรรจุชิปออปติคัลได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยการเชื่อมต่อขอบ (การสูญเสียการเชื่อมต่อน้อยกว่า 1 เดซิเบล) จากชิป microcavity แบบออปติคอล ผลกระทบทางเทอร์โมออปติคอลที่แข็งแกร่งใน microcavity แบบออปติคัลจะถูกเอาชนะโดยรูปแบบทางเทคนิคของการสูบน้ำสองครั้ง และแหล่งกำเนิดแสงหลายความยาวคลื่นที่มีเอาต์พุตสเปกตรัมแบนราบ ระบบแหล่งกำเนิดโซลิตอนหลายความยาวคลื่นสามารถทำงานได้อย่างเสถียรนานกว่า 8 ชั่วโมงผ่านระบบควบคุมป้อนกลับ

เอาต์พุตสเปกตรัมของแหล่งกำเนิดแสงมีค่าประมาณสี่เหลี่ยมคางหมู อัตราการเกิดซ้ำประมาณ 190 GHz สเปกตรัมแบนครอบคลุม 1470-1670 นาโนเมตร ความเรียบประมาณ 2.2 dBm (ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน) และช่วงสเปกตรัมแบนครอบครอง 70% ของทั้งหมด ช่วงสเปกตรัม ครอบคลุมแถบ S+C+L+U ผลการวิจัยสามารถนำมาใช้ในการเชื่อมต่อโครงข่ายด้วยแสงความจุสูงและมิติสูงออปติคัลระบบคอมพิวเตอร์ ตัวอย่างเช่น ในระบบสาธิตการสื่อสารความจุสูงที่ใช้แหล่งกำเนิดหวีโซลิตอนขนาดเล็ก กลุ่มหวีความถี่ที่มีพลังงานต่างกันมากต้องเผชิญกับปัญหาของ SNR ต่ำ ในขณะที่แหล่งกำเนิดโซลิตันที่มีเอาท์พุตสเปกตรัมแบนสามารถเอาชนะปัญหานี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและช่วยปรับปรุง SNR ในการประมวลผลข้อมูลแสงแบบขนาน ซึ่งมีความสำคัญทางวิศวกรรมที่สำคัญ

งานนี้มีชื่อว่า "แหล่งไมโครคอมบ์โซลิตันแบบแบน" ได้รับการตีพิมพ์เป็นหน้าปกใน Opto-Electronic Science ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของปัญหา "Digital and Intelligent Optics"

รูปที่ 1 รูปแบบการรับรู้แหล่งกำเนิดแสงหลายความยาวคลื่นบนแผ่นเรียบ