Microcombas de solitón láser integradas de forma heterogénea en silicio

Área de la Ciencia:

• Fotónica y ingeniería óptica
• Ciencias de los materiales
• Física de los dispositivos de semiconductores

Sus antecedentes:

• La fotónica de silicio permite la integración en el chip de las funciones ópticas.
• Los peines de frecuencia láser integrados son cruciales para los sistemas ópticos avanzados.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar el heterogeneamente integrado láser solitón microcombs en una plataforma de silicio.
• Para permitir la fabricación de gran volumen y bajo costo de peines de frecuencia basados en chips.

Principales métodos:

• Combinación de láseres semiconductores de fosfuro de indio y silicio (InP/Si) con microrresonadores de nitruro de silicio (Si3N4) en un sustrato de silicio.
• Utilizando técnicas de fabricación compatibles con el óxido de metal y el semiconductor (CMOS).
• Implementación de un control eléctrico en el chip para la fase óptica relativa láser-microresonador.

Principales resultados:

• Integración exitosa de láseres InP/Si y microrresonadores Si3N4 para la generación de microcombas solitónicas.
• Se ha logrado una frecuencia de repetición de 100 gigahertz para microcombas de un solo solitón.
• Se observa una reducción del ruido de la frecuencia del láser mediante el bloqueo de autoinyección.

Conclusiones:

• El enfoque desarrollado facilita la producción en masa de peines de frecuencia de anchura de línea estrecha basados en chips.
• Estas microcombas integradas son adecuadas para transceptores de alta capacidad de próxima generación, centros de datos y plataformas móviles.