Lejżers ta 'daqs taċ-ċippa Jistgħu Jissostitwixxu Lejżers tal-Fibra?

Riċentement, riċerkaturi mill-École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) żviluppaw laser waveguide doped bl-erbju integrat bi ċippa, tip ġdid ta’ lejżer li l-prestazzjoni tiegħu hija qrib dik tal-lejżers tal-fibra, li tgħaqqad it-tunability u l-prattiċità tal-integrazzjoni fotonika fuq skala taċ-ċippa. .
Huwa magħruf sew li l-lejżers tal-fibra jużaw fibri ottiċi drogati b'elementi ta 'art rari bħala l-mezz ta' qligħ. Għalhekk, meta mqabbla ma 'lejżers tal-gass bħad-dijossidu tal-karbonju, għandhom il-vantaġġi ta' kwalità għolja tar-raġġ, qawwa għolja, effiċjenza għolja, daqs żgħir, u integrazzjoni bla xkiel tal-produzzjoni tal-fibra u pjattaformi tal-ipproċessar flessibbli.
U biex tissodisfa d-domanda għal lasers tal-fibra fuq skala taċ-ċippa, ir-riċerkaturi daru lejn l-erbju bħala l-mezz ta 'qligħ. Lejżers tal-fibra bbażati fuq l-erbju huma partikolarment promettenti minħabba li jissodisfaw ir-rekwiżiti taż-żamma ta 'koerenza u stabbiltà għolja. Madankollu, il-minjaturizzazzjoni tal-lasers tal-fibra bbażati fuq l-erbju ilha diffiċli biex tinkiseb minħabba d-diffikultà li tinżamm il-prestazzjoni għolja unika tagħhom.
Għal dan il-għan, ir-riċerkaturi l-ewwel bnew kavità ottika fuq ċippa twila metru bbażata fuq ċirkwit integrat fotoniku tan-nitrur tas-silikon b'telf ultra baxx. Skont Yang Liu, riċerkatur fil-Laboratorju tal-Fotonika u l-Kejl Quantum fl-École Polytechnique Fédérale de Lausanne: Minkejja d-daqs kompatt taċ-ċippa, stajna niddisinjaw il-kavità tal-lejżer għal tul ta’ metru grazzi għall-integrazzjoni ta’ dawn il-mikro -resonaturi taċ-ċirku, li jestendu b'mod effiċjenti l-passaġġ ottiku mingħajr il-ħtieġa ta 'apparati amplifikaturi fiżiċi.
Skuża kbira! Lejżers ta 'daqs taċ-ċippa jistgħu jissostitwixxu lejżers tal-fibra?
It-tim imbagħad impjanta konċentrazzjoni għolja ta 'jonji ta' l-erbju fiċ-ċirkwit biex jiġġenera b'mod selettiv il-mezz ta 'qligħ attiv meħtieġ għall-lasing. Fl-aħħarnett, integraw iċ-ċirkwiti b'lejżers tal-pompa tas-semikondutturi III-V biex eċitati l-joni tal-erbju sabiex ikunu jistgħu jarmu dawl u jipproduċu raġġ tal-lejżer.
Biex itejbu l-prestazzjoni tal-lejżer u jippermettu kontroll preċiż tal-wavelength, ir-riċerkaturi fasslu disinn innovattiv intrakavity li fih filtru vernier ibbażat fuq mikro-ċirku, filtru li jagħżel id-dawl fi frekwenza speċifika biex itejjeb il-prestazzjoni tal-laser u jippermetti kontroll preċiż tal-wavelength.
Il-filtru jippermetti l-irfinar dinamiku tal-wavelength tal-lejżer 40 nm kemm fil-meded C u L, li jaqbeż il-lejżers tal-fibra konvenzjonali kemm fl-irfinar kif ukoll f'metriċi spettrali baxxi, filwaqt li żżomm kompatibilità mal-proċessi attwali tal-manifattura tas-semikondutturi. Id-disinn jappoġġja lasing b'modalità waħda stabbli b'wisa' ta 'linja intrinsika ta' 50 Hz.
B'qawwa tal-ħruġ ta 'eċċess ta' 10 mW u proporzjon ta 'rifjut tal-modalità tal-ġenb akbar minn 70 dB, il-laser tal-fibra bbażat fuq l-erbju fuq skala taċ-ċippa jaqbeż ħafna lejżers konvenzjonali. Il-wisa 'tal-linja dejqa tagħhom tippermettilhom li jarmu dawl pur u stabbli, li jagħmilhom ideali għal applikazzjonijiet koerenti bħal sensing, gyroscopes, LIDAR, u metroloġija ta' frekwenza ottika.
It-tnaqqis u l-integrazzjoni tal-lejżers tal-fibra tal-erbju f'apparati fuq skala taċ-ċippa jistgħu jagħmluhom aktar affordabbli, u jiftħu applikazzjonijiet ġodda għal sistemi mobbli integrati ħafna fl-elettronika tal-konsumatur, id-dijanjostika medika u t-telekomunikazzjonijiet. Jista 'wkoll iċċekken teknoloġiji ottiċi f'diversi applikazzjonijiet oħra, inklużi LIDAR, fotonika microwave, sintesi tal-frekwenza ottika u komunikazzjonijiet fl-ispazju ħieles.