平板上の多波長光源

多波長光源平らなシートの上

光チップはムーアの法則を継続するための避けられない道であり、学界と産業界のコンセンサスとなっており、電子チップが直面している速度と消費電力の問題を効果的に解決することができ、インテリジェントコンピューティングと超高速の未来を覆すと期待されています。光通信近年、シリコンベースのフォトニクスにおける重要な技術革新は、チップレベルのマイクロキャビティソリトン光周波数コムの開発に焦点を当てています。これは、光マイクロキャビティを通して均一間隔の周波数コムを生成するものです。チップレベルのマイクロキャビティソリトン光源は、高集積、広帯域スペクトル、高繰り返し周波数といった利点を有しており、大容量通信、分光法、マイクロ波フォトニクス、精密計測などの分野で広く利用されています。一般的に、マイクロキャビティ単一ソリトン光周波数コムの変換効率は、光マイクロキャビティの関連パラメータによって制限されることが多く、特定のポンプパワー下では、マイクロキャビティ単一ソリトン光周波数コムの出力が制限されることがよくあります。外部光増幅システムの導入は、必然的に信号対雑音比に影響を与えます。そのため、マイクロキャビティソリトン光周波数コムの平坦なスペクトルプロファイルは、この分野の追求課題となっています。

最近、シンガポールの研究チームが、平面シート上の多波長光源の分野で重要な進歩を遂げました。研究チームは、平坦で広いスペクトルとほぼゼロ分散を備えた光マイクロキャビティチップを開発し、エッジカップリング（結合損失1dB未満）を備えた効率的なパッケージングを実現しました。この光マイクロキャビティチップをベースに、二重ポンピング技術によって光マイクロキャビティ内の強い熱光学効果を克服し、平坦なスペクトル出力を持つ多波長光源を実現しました。フィードバック制御システムにより、多波長ソリトン光源システムは8時間以上安定して動作することができます。

光源のスペクトル出力はほぼ台形形状で、繰り返し周波数は約190GHz、平坦スペクトルは1470～1670nmをカバーし、平坦度は約2.2dBm（標準偏差）であり、平坦スペクトル範囲は全スペクトル範囲の70%を占め、S+C+L+Uバンドをカバーしています。この研究成果は、大容量光インターコネクトや高次元光通信などに活用できます。光学コンピューティングシステム。例えば、マイクロキャビティソリトンコム光源をベースとした大容量通信実証システムでは、エネルギー差の大きい周波数コム群はSNRが低いという問題に直面しますが、平坦なスペクトル出力を持つソリトン光源はこの問題を効果的に克服し、並列光情報処理におけるSNRの向上に貢献し、重要な工学的意義を有します。

「フラットソリトンマイクロコム光源」と題されたこの研究は、「デジタルおよびインテリジェント光学」号の一部として Opto-Electronic Sc​​ience の表紙論文として発表されました。

図1. 平板上の多波長光源実現方式