Thu hẹp băng thông trong các laser trên chip tự khóa

Sự tích hợp không đồng nhất của laser III-V với bộ cộng hưởng vi mô SiN, được hỗ trợ bằng khóa tự phun, không chỉ mang lại lợi thế nội tại về độ nén và sản xuất khối lượng lớn mà còn tăng cường độ ổn định. Công nghệ này cho phép hiện thực hóa hiệu suất vượt trội về mặt thu hẹp băng thông so với laser III-V được phát triển trên nền tảng gốc.

Một nghiên cứu mới được công bố trên  tạp chí Light: Science & Application  là một nghiên cứu tham số về thiết kế môi trường hoạt động của laser khoang tổng hợp. Nhóm các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi Giáo sư Yating Wan từ Phòng thí nghiệm Quang tử Tích hợp tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST), Ả Rập Saudi, Tiến sĩ Weng W. Chow từ Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia, Albuquerque, Hoa Kỳ, Giáo sư Frédéric Grillot từ LTCI, Télécom Paris, Institut Polytechnique de Paris, Pháp và Giáo sư John Bowers từ Đại học California Santa Barbara, Hoa Kỳ, tập trung vào ảnh hưởng của việc giam cầm lượng tử hạt tải điện lên các đặc tính động và quang phổ của thiết bị khoang composite bị khóa.

Cụ thể, họ đã kiểm tra khả năng tinh chỉnh quang phổ phát xạ có thể đạt được hoặc thu hẹp băng thông đường truyền của việc tích hợp laser phản hồi phân tán III-V QW hoặc QD (DFB) với bộ cộng hưởng vi vòng SiN. Emad Alkhazraji, người đầu tiên cho biết: “Khi được điều chỉnh và khóa đúng cách với một hoặc nhiều chế độ thư viện thì thầm của microring, phản hồi quang học ở dạng tán xạ ngược Rayleigh có thể cho phép giảm đáng kể băng thông phát laser của diode laser  xuống  mức Hz”. tác giả của bài báo.

Cuộc điều tra tham số đã được kết thúc bằng phân tích tối ưu hóa vận hành-thiết kế đa mục tiêu của cả thiết bị QW và QD thông qua thuật toán di truyền. Sau đó, thuật toán đa quyết định đã được sử dụng để xác định các điểm vận hành-thiết kế tối ưu cho từng biến tối ưu hóa. Giáo sư Yating Wan kết luận : “Những phát hiện này cung cấp hướng dẫn cho các nghiên cứu tham số toàn diện hơn có thể tạo ra kết quả kịp thời cho  thiết kế kỹ thuật ”