Ein Team von Ingenieuren unter der Leitung von Marko Loncar, Professor für Elektrotechnik und Angewandte Physik
Die Forscher kombinierten den Laser mitein elektrooptischer 50-GHz-Modulator aus Lithiumniobat, um einen leistungsstarken Sender mit bis zu 60 mW in Wellenleitern zu erzeugen. Die Laser werden in kleine Vertiefungen platziert, die auf der Oberfläche der Modulatorplatte eingraviert sind.
Eingebauter Laser kombiniert mit einem elektrooptischen 50-GHz-Lithiumniobat-Modulator. Quelle: Second Bay Studios/Harvard SEAS
Fernmeldenetze,Optische Verbindungen in Rechenzentren und photonische Mikrowellensysteme verwenden Laser als Grundlage für die Datenübertragung. Wie die Forscher anmerken, sind Laser in den meisten Fällen Geräte außerhalb der Modulatoren. Ein solches verteiltes System ist teurer und weniger stabil als ein integriertes. Außerdem ist es schwieriger zu skalieren.
Integrierte Dünnschichtphotonik anLithiumniobat ist eine vielversprechende Richtung für die Implementierung von optischen Hochleistungssystemen im Chipmaßstab, stellen die Wissenschaftler fest. Es wird bereits aktiv in der Arbeit vieler Modulatoren, Frequenzkämme und Frequenzkonverter eingesetzt. Bisher war es jedoch nicht möglich, einen Laser auf einem Chip zu erstellen.
„In dieser Studie haben wir alle Techniken angewendet undNanofabrikationstechniken, die in früheren Entwicklungen in der Lithiumniobat-integrierten Photonik verwendet wurden, um diese Herausforderungen zu bewältigen und einen Hochleistungslaser in eine Lithiumniobat-Dünnschichtplattform zu integrieren“, sagt Prof. Lonchar.
Integration von Dünnschichtgeräten und High-PowerLaser eröffnet laut Ingenieuren die Möglichkeit, leistungsstarke, kostengünstige und leistungsstarke Sender und optische Netze zu schaffen. Die Technologie ermöglicht die Entwicklung leistungsfähiger Telekommunikationssysteme, vollintegrierter Spektrometer und effizienter Frequenzumsetzer für Quantennetzwerke.
„Integration von Hochleistungslasernwird die Kosten, die Komplexität und den Stromverbrauch zukünftiger Kommunikationssysteme erheblich reduzieren“, sagte Amirhassan Shams-Ansari, Co-Autor der Studie. „Es ist ein Baustein, der in größere multidirektionale optische Systeme wie Sensoren, Lidars und Telekommunikationsnetzwerke integriert werden kann.“
Die Wissenschaftler werden weiter daran arbeiten, die Leistung des Lasers und die Möglichkeiten für seine Anwendung in anderen Bereichen zu erhöhen.
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