مصدر ضوء متعدد الأطوال الموجية على ورقة مسطحة

متعدد الطول الموجيمصدر الضوءعلى ورقة مسطحة

الرقائق البصرية هي المسار الحتمي لمواصلة قانون مور، وقد أصبحت إجماعًا بين الأوساط الأكاديمية والصناعية، ويمكنها حل مشاكل السرعة واستهلاك الطاقة التي تواجهها الرقائق الإلكترونية بشكل فعال، ومن المتوقع أن تعمل على تقويض مستقبل الحوسبة الذكية والسرعة الفائقة.الاتصالات البصريةفي السنوات الأخيرة، ركزت طفرة تكنولوجية مهمة في مجال الفوتونيات القائمة على السيليكون على تطوير أمشاط التردد الضوئية السوليتونية ذات التجاويف الدقيقة على مستوى الشريحة، والتي يمكنها توليد أمشاط ترددية متباعدة بشكل متساوٍ من خلال التجاويف الدقيقة الضوئية. ونظرًا لمزايا التكامل العالي، والطيف الواسع، وتردد التكرار العالي، فإن مصدر الضوء السوليتوني ذو التجاويف الدقيقة على مستوى الشريحة له تطبيقات محتملة في الاتصالات عالية السعة، والتحليل الطيفي.فوتونيات الميكروويفقياس الدقة، وغيرها من المجالات. بشكل عام، غالبًا ما تكون كفاءة تحويل مشط التردد الضوئي أحادي السوليتون ذي التجويف الدقيق محدودة بمعلمات التجويف الدقيق ذات الصلة. عند استخدام طاقة مضخة محددة، غالبًا ما تكون طاقة خرج مشط التردد الضوئي أحادي السوليتون ذي التجويف الدقيق محدودة. سيؤثر إدخال نظام تضخيم ضوئي خارجي حتمًا على نسبة الإشارة إلى الضوضاء. لذلك، أصبح المظهر الطيفي المسطح لمشط التردد الضوئي أحادي السوليتون ذي التجويف الدقيق هو الهدف المنشود في هذا المجال.

حقق فريق بحثي في ​​سنغافورة مؤخرًا تقدمًا هامًا في مجال مصادر الضوء متعددة الأطوال الموجية على صفائح مسطحة. طوّر الفريق رقاقة تجويف ضوئي دقيق ذات طيف واسع ومسطح وتشتت شبه معدوم، وغلّفها بكفاءة عالية بتقنية اقتران الحافة (بفقدان اقتران أقل من 1 ديسيبل). باستخدام رقاقة التجويف الضوئي الدقيق، يتم التغلب على التأثير الحراري البصري القوي في التجويف الضوئي الدقيق من خلال نظام الضخ المزدوج، مما يُنتج مصدر ضوء متعدد الأطوال الموجية بمخرجات طيفية مسطحة. بفضل نظام التحكم بالتغذية الراجعة، يعمل نظام مصدر السوليتون متعدد الأطوال الموجية بثبات لأكثر من 8 ساعات.

الخرج الطيفي لمصدر الضوء شبه منحرف، ومعدل التكرار حوالي ١٩٠ جيجاهرتز، ويغطي الطيف المسطح ١٤٧٠-١٦٧٠ نانومتر، وتسطحه حوالي ٢.٢ ديسيبل ميلي واط (الانحراف المعياري)، ويشغل النطاق الطيفي المسطح ٧٠٪ من النطاق الطيفي بأكمله، ويغطي نطاق S+C+L+U. يمكن استخدام نتائج البحث في الترابط البصري عالي السعة والأبعاد العالية.بصريأنظمة الحوسبة. على سبيل المثال، في نظام عرض الاتصالات عالي السعة القائم على مصدر مشط سوليتون ذي تجويف دقيق، تواجه مجموعة مشط التردد ذات فرق الطاقة الكبير مشكلة انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR)، بينما يستطيع مصدر سوليتون ذو خرج طيفي مسطح التغلب على هذه المشكلة بفعالية، مما يُسهم في تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) في معالجة المعلومات البصرية بالتوازي، وهو أمر ذو أهمية هندسية بالغة.

تم نشر العمل، المعنون بـ "مصدر مشط سوليتون مسطح"، على شكل غلاف في مجلة Opto-Electronic Science كجزء من إصدار "البصريات الرقمية والذكية".

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