平面シート上の多波長光源

多波長光源平らなシートに

光チップはムーアの法則を継続するための必然的な道であり、学界と産業界のコンセンサスとなっている。光チップは電子チップが直面する速度と消費電力の問題を効果的に解決でき、インテリジェントコンピューティングと超高速コンピューティングの未来を覆すことが期待されている。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的ブレークスルーは、光マイクロキャビティを介して均一間隔の周波数コムを生成できるチップレベル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。チップレベル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から、大容量通信、分光、マイクロ波フォトニクス精密測定などの分野において、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い。特定のポンプパワーの下では、マイクロキャビティ単一ソリトン光周波数コムの出力パワーは制限されることが多い。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る。したがって、マイクロキャビティソリトン光周波数コムのフラット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る。

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、平坦で広帯域なスペクトルとほぼゼロ分散を持つ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）を用いて効率的にパッケージ化しました。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、この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可能です。

光源のスペクトル出力はほぼ台形であり、繰り返し周波数は約190GHz、フラットスペクトルは1470～1670nmをカバーし、フラットネスは約2.2dBm（標準偏差）であり、フラット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る。この研究成果は、大容量光相互接続や高次元光ネットワークに利用できる。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に基づく大容量通信デモンストレーションシステムでは、エネルギー差の大きい周波数コム群は低SNRの問題に直面しますが、フラット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の向上に役立ち、重要な工学的意義を持ちます。

「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」特集号の一部として、Opto-Electronic Sc​​ience誌の表紙論文として掲載された。

図1. 平板上における多波長光源の実現構成