Fotonik Terintegrasi Hits Tonggak: Laser Tunable Daya Tinggi Menghilangkan Tanah Baru
Para peneliti telah menciptakan laser yang dapat ditiru dengan kekuatan tinggi pada silikon fotonik, mencapai hampir 2 watt menggunakan penguat LMA. Kemajuan ini dapat merevolusi fotonik terpadu, dengan aplikasi potensial dalam eksplorasi ruang angkasa, mengurangi biaya satelit sambil meningkatkan kemampuan.
Di dunia saat ini, ukuran berbagai sistem terus berkurang, menggabungkan komponen yang semakin kecil untuk aplikasi seperti pusat data berkecepatan tinggi dan eksplorasi ruang angkasa dengan satelit kompak.
Namun, tren menuju miniaturisasi dan integrasi kepadatan tinggi ini-didorong oleh kemajuan dalam fotonik terintegrasi-secara signifikan telah membahayakan kemampuan sistem ini untuk menghasilkan daya sinyal yang tinggi. Secara tradisional, output daya tinggi telah dikaitkan dengan sistem yang lebih besar, seperti fiber dan platform solid-state, yang dimensi fisik yang substansial memungkinkan penyimpanan energi yang lebih besar.
Sebaliknya, sistem skala mikron hingga milimeter, termasuk yang didasarkan pada fotonik terintegrasi, memiliki kapasitas penyimpanan energi optik yang jauh lebih rendah daripada rekan-rekan benchtop yang lebih besar. Akibatnya, kemampuan pembangkit listrik mereka tetap terbatas secara inheren.
Kebutuhan untuk pembuatan sinyal daya tinggi dalam fotonik silikon
Untuk mencapai penyebaran sistem fotonik silikon yang sangat fungsional dan diproduksi secara massal dan menggantikan sistem benchtop besar, sangat penting bahwa laser dan amplifier berbasis fotonik silikon menghasilkan sinyal daya tinggi pada tingkat yang sebanding dengan sistem benchtop.
Baru-baru ini, para peneliti di Jerman, yang dipimpin oleh Dr. Neetesh Singh dan Prof. Franz Kärtner, telah mendemonstrasikan laser yang sangat kuat yang mencapai hampir 2 watt daya output, berkat area besar (LMA) yang baru-baru ini disusun (LMA) yang terintegrasi dengan mode besar (LMA) yang terintegrasi baru penguat pandu gelombang pada fotonik silikon.
Para peneliti membayangkan bahwa perangkat tersebut dapat memiliki dampak yang mengganggu di bidang fotonik, dan dapat memungkinkan perangkat fotonik terintegrasi untuk diimplementasikan pada skala besar di berbagai bidang.
Aplikasi potensial bisa jadi, laser yang dapat disetel daya tinggi yang beroperasi di jendela panjang gelombang panjang digunakan dalam satelit skala kecil untuk merasakan dan memetakan (dengan teknologi seperti lidar), molekul yang penting bagi kehidupan di luar angkasa; Misalnya, karbon dioksida, air dan amonia. Laser yang dapat disetel daya tinggi berdasarkan LMA Silicon Photonics akan mengurangi ukuran sistem, berat, dan biaya dengan beberapa pesanan besar dibandingkan dengan serat konvensional atau sistem berbasis negara padat yang memungkinkan berbagai misi ruang ruang yang hemat biaya dengan kemampuan yang sangat ditingkatkan tidak mungkin tidak mungkin terjadi sebelum.
Referensi: “Sub-2W Tunable Laser Berdasarkan Power Amplifier Silicon Photonics” oleh Neetesh Singh, Jan Lorenzen, Muharrem Kilinc, Kai Wang, Milan Sinobad, Henry Francis, Jose Carreira, Michael Geiselmann, Umit Demirbas, Mikhail Pergament, SONIA M. -Blanco dan Franz X. Kärtner, 2 Januari 2025, Cahaya: Sains & Aplikasi.
Doi: 10.1038/s41377-024-01681-1
Penelitian ini menerima dana dari program kerangka kerja UE Horizon 2020 dan Progam Deutsche Forschungsgemeinschaft (SP2111).
