División de frecuencias totalmente óptica en el chip utilizando un solo láser

Área de la Ciencia:

• Fotónica y ingeniería óptica
• Generación de señales de microondas
• Fotónica integrada

Sus antecedentes:

• La generación de señales de microondas de pureza espectral es crucial para la metrología y las comunicaciones.
• La división óptica de frecuencias (OFD) mediante peines ópticos de frecuencia ofrece una generación de microondas de alta calidad.
• Los métodos OFD existentes son voluminosos y requieren una estabilización compleja, lo que dificulta la integración.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar una técnica OFD totalmente óptica en un chip fotónico.
• Para lograr la generación a escala de chips de señales de microondas de alta calidad.
• Para superar las limitaciones de las actuales implementaciones de OFD.

Principales métodos:

• Sincronización de dos estados dinámicos distintos de los microrresonadores de Kerr bombeados por un solo láser de onda continua.
• Transfiriendo la estabilidad de una frecuencia de latidos de terahertz a una frecuencia de microondas a través de un peine solitón de Kerr.
• Utilizando una guía de ondas de acoplamiento para la sincronización sin bloqueo electrónico.

Principales resultados:

• Se ha demostrado con éxito el OFD totalmente óptico en un chip fotónico.
• Factores OFD alcanzados de N = 34 (227 GHz) y N = 468 (16 GHz).
• Se informó de una reducción de ruido de fase de 46 dB para un peine solitón de 16 GHz, logrando el menor ruido de microondas en una plataforma fotónica integrada.

Conclusiones:

• El método OFD totalmente óptico desarrollado es simple, eficaz y compatible con los chips.
• Este enfoque permite la generación de frecuencias de microondas de alta calidad en el chip.
• Abre el camino para dispositivos compactos y robustos para aplicaciones de metrología y comunicaciones.