Nature Photonics: Создан крошечный лазер на фотонном чипе

Учёные из Федеральной политехнической школы Лозанны в Швейцарии разработали первый в мире волноводный лазер, который легирован эрбием, интегрированный в чип, который приближается по производительности к волоконным лазерам, сочетая широкую перестраиваемую длину волны с практичностью фотонной интеграции в масштабе чипа.  

Результаты исследования опубликовал журнал Nature Photonics.

Исследователи разработали эрбиевый лазер размером с чип, используя современный производственный процесс. Они начали с создания встроенного в кристалл оптического резонатора длиной в метр на основе фотонной интегральной схемы из нитрида кремния со сверхмалыми потерями.

«Мы смогли спроектировать лазерный резонатор длиной в метр, несмотря на компактный размер чипа, благодаря интеграции этих микрокольцевых резонаторов, которые эффективно расширяют оптический путь без физического увеличения устройства», — говорит ведущий исследователь доктор Ян Лю.

Следом эксперты имплантировали в схему ионы эрбия высокой концентрации, чтобы избирательно создать активную усиливающую среду, необходимую для лазерной генерации. Наконец, они интегрировали схему с полупроводниковым лазером накачки III-V, чтобы возбуждать ионы эрбия, чтобы они могли излучать свет и создавать лазерный луч.

С целью повысить характеристики лазера и добиться точного контроля длины волны, исследователи разработали инновационную внутрирезонаторную конструкцию с микрокольцевыми фильтрами Вернье — типом оптического фильтра, который может выбирать определённые частоты света.

Волоконный лазер на основе эрбия в масштабе чипа имеет выходную мощность более 10 мВт и коэффициент подавления боковых мод более 70 дБ, что превосходит многие традиционные системы.

Ранее Techno Dzen сообщил, что вечерние занятия спортом снижают уровень сахара в крови.

Перевод выполнен журналистом издания Techno Dzen. При полном или частичном использовании материала гиперссылка обязательна.