مصدر ضوء متعدد الموجات على ورقة مسطحة

الطول الموجي المتعددمصدر الضوءعلى ورقة مسطحة

الرقائق الضوئية هي المسار الحتمي لمواصلة قانون مور، وقد أصبح إجماع الأوساط الأكاديمية والصناعة، ويمكنها حل مشاكل السرعة واستهلاك الطاقة التي تواجهها الرقائق الإلكترونية بشكل فعال، ومن المتوقع أن تدمر مستقبل الحوسبة الذكية والسرعة الفائقةالاتصالات البصرية. في السنوات الأخيرة، ركز تقدم تكنولوجي مهم في مجال الضوئيات القائمة على السيليكون على تطوير أمشاط التردد الضوئي ذات التجويف الدقيق على مستوى الشريحة، والتي يمكن أن تولد أمشاط تردد متباعدة بشكل موحد من خلال التجاويف الدقيقة الضوئية. نظرًا لمزايا التكامل العالي والطيف الواسع وتردد التكرار العالي، فإن مصدر ضوء سوليتون ذو تجويف صغير على مستوى الرقاقة له تطبيقات محتملة في الاتصالات ذات السعة الكبيرة، والتحليل الطيفي،الضوئيات الميكروويفوقياس الدقة وغيرها من المجالات. بشكل عام، غالبًا ما تكون كفاءة تحويل مشط التردد البصري أحادي التجويف الصغير محدودة بالمعلمات ذات الصلة بالتجويف الدقيق البصري. في ظل طاقة مضخة محددة، غالبًا ما تكون طاقة الخرج لمشط التردد البصري أحادي التجويف الصغير محدودة. إن إدخال نظام التضخيم البصري الخارجي سيؤثر حتما على نسبة الإشارة إلى الضوضاء. لذلك، أصبح المظهر الجانبي الطيفي المسطح لمشط التردد البصري ذو التجويف الصغير هو السعي وراء هذا المجال.

في الآونة الأخيرة، أحرز فريق بحث في سنغافورة تقدمًا مهمًا في مجال مصادر الضوء ذات الأطوال الموجية المتعددة على الألواح المسطحة. قام فريق البحث بتطوير شريحة بصرية ذات تجويف دقيق ذات طيف مسطح وواسع وتشتت قريب من الصفر، وقاموا بتغليف الشريحة الضوئية بكفاءة باستخدام أداة اقتران الحافة (فقد الاقتران أقل من 1 ديسيبل). استنادًا إلى شريحة التجويف الدقيق البصري، يتم التغلب على التأثير الحراري البصري القوي في التجويف الدقيق البصري من خلال المخطط الفني للضخ المزدوج، ويتم تحقيق مصدر الضوء متعدد الأطوال الموجية مع مخرج طيفي مسطح. من خلال نظام التحكم في التغذية الراجعة، يمكن لنظام مصدر سوليتون متعدد الطول الموجي أن يعمل بثبات لأكثر من 8 ساعات.

الخرج الطيفي لمصدر الضوء شبه منحرف تقريبًا، ومعدل التكرار حوالي 190 جيجا هرتز، ويغطي الطيف المسطح 1470-1670 نانومتر، والتسطيح حوالي 2.2 ديسيبل ميلي واط (الانحراف المعياري)، ويشغل النطاق الطيفي المسطح 70% من إجمالي النطاق الطيفي، الذي يغطي النطاق S+C+L+U. ويمكن استخدام نتائج البحث في التوصيل البيني البصري عالي السعة وعالي الأبعادبصريأنظمة الحوسبة. على سبيل المثال، في نظام توضيحي للاتصالات ذو السعة الكبيرة استنادًا إلى مصدر مشط سليتون ذو تجويف صغير، تواجه مجموعة مشط التردد مع اختلاف كبير في الطاقة مشكلة انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، بينما يمكن لمصدر سوليتون ذي الخرج الطيفي المسطح التغلب على هذه المشكلة بشكل فعال والمساعدة في تحسين SNR في معالجة المعلومات البصرية المتوازية، والتي لها أهمية هندسية مهمة.

تم نشر العمل الذي يحمل عنوان "مصدر المشط الصغير المسطح" كورقة غلاف في مجلة Opto-Electronic Science كجزء من إصدار "البصريات الرقمية والذكية".

الشكل 1. مخطط تحقيق مصدر الضوء متعدد الأطوال الموجية على لوحة مسطحة