Исследователи разработали новый процессор-интегрированный источник света, который может преобразовать инфракрасных длин волн в видимом диапазоне длин волн, которые трудно производить с помощью технологии на основе кремниевых чипов. Этот гибкий подход к на-чипе поколения света готова дать весьма миниатюрных фотонных приборов, который прост в изготовлении и достаточно прочен, чтобы использовать за пределами лаборатории.
В Optica, оптического общества (Оса) журнал для ударопрочных исследования, Исследователи из Национального института стандартов и технологий (NIST), Университета Мэриленда и Университета Колорадо описали свой новый параметрический генератор света (ПГС) источник света и показать, что он может производить выходной сигнал, что это совсем другой цвет, или длину волны, чем свет входного сигнала. Кроме того, для создания света в видимом диапазоне длин волн, в ОПО одновременно создает инфракрасного излучения, которые могут быть использованы для телекоммуникационных приложений.
«Наша сила-эффективный и гибкий подход создает когерентное лазерное излучение в диапазоне длин волн шире, чем то, что доступно от прямых чип-интегрированных лазеров», — заявил руководитель исследования команды Картик Сринивасан. «Интегрированный создания видимый свет может быть использован как часть функциональных компактных устройствах, таких как чип на основе атомных часов или устройств, для портативного биохимического анализа. Разработка ОПО в кремниевой фотоники платформа создает возможности для масштабируемое производство этих устройств на литейные производства, которые могли бы сделать этот подход очень рентабельным».
Эксплуатируя нелинейных процессов
Хотя реакция материала на свет, как правило, линейно, свойства материала могут быстро меняться в ответ на свет при высокой мощности, что создает различные нелинейные эффекты. Опос-это тип лазера, использующие нелинейные оптические эффекты, чтобы создать очень широкий спектр выходных длин волн.
Исследователи хотели выяснить, как взять лазерного излучения с длиной волны, доступные с компактный чип лазеры и объединить его с нелинейными нанофотоника для генерации лазерного излучения на длинах волн, которые в противном случае трудно достичь с кремниевой фотоники платформ.
«Нелинейно-оптические технологии уже используются в качестве неотъемлемой компоненты лазеров в лучшие в мире атомные часы и многие лаборатории систем спектроскопии», — сказал Сиюань-Лу, первый автор бумаги и NIST и Университета Мэриленда докторской ученый. «Будучи в состоянии получить доступ к различным типам нелинейных оптических функций, в том числе Опос в интегрированной фотоники важно для передачи технологий в настоящее время в лабораториях на платформах, которые являются портативными и могут быть развернуты в поле».
В рамках новой работы, ученые разработали проект пгс на основе Маттек из нитрида кремния. Этот оптический компонент питается примерно 1 МВт инфракрасный лазерный питания … примерно такое же количество энергии, нашли в лазерную указку. Как свет путешествует по Маттек она увеличивается в оптической интенсивности, пока достаточно мощным, чтобы создать нелинейно-оптического отклика кремния в нитрид. Это позволяет преобразования частоты, нелинейный процесс, который может быть использован для того чтобы произвести выходную длину волны, или частоту, которая отличается от того, что Света идет в систему.
«Недавний прогресс в нанофотоники машиностроения сделало этот метод преобразования частоты очень эффективно», — сказал Лу. «Ключевым достижением в нашей работе было выяснить, как для продвижения конкретных нелинейного взаимодействия интересов при одновременном подавлении потенциальных конкурирующих нелинейных процессов, которые могут возникнуть в этой системе».
Тестирование источника света
Исследователи разработали новый чип источник света, используя детальный электромагнитного моделирования. Затем они сделали устройство и использовал его, чтобы преобразовать 900-нанометрового света входного сигнала до 700 Нм длины волны (видимого) и 1300 Нм, длина волны (Телекоммуникации) групп. На ОПО выполнено с помощью менее чем 2 процентов мощности лазера накачки требуется сообщалось ранее микрорезонатора Опос разработана для создания широко цветоделением цвета. В предыдущих случаях, как генерируется цвета в инфракрасном диапазоне. С помощью нескольких простых изменений в Маттек размеры, ОПО также выпускались легкие в 780-Нм видимым и 1500-нанометровые диапазоны радиосвязи.
Исследователи говорят, что новый ОПО может быть использован, чтобы сделать полную систему путем сочетания недорогой инфракрасный диодный лазер с чипом ОПО, которые также включает в себя компоненты, такие как фильтры, детекторы и раздел спектроскопии. Они продолжают искать способы, чтобы увеличить выходную мощность от ОПО.
«Эта работа показывает, что нелинейные нанофотоники является достижение уровня зрелости, где мы можем создать дизайн, который соединяет отдаленных друг от друга длинами волн, а затем достичь достаточного контроля изготовления, чтобы понять, что дизайн и прогнозируемыми показателями на практике», — сказал Сринивасан. «Двигаясь вперед, это должно быть возможным, чтобы создать широкий спектр желаемых длинах волн, используя небольшое количество компактных чип лазеров в сочетании с гибкой и универсальной нелинейной нанофотоники.»
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!