Micropeines de solitones bombeados eléctricamente en niobio de litio en película delgada

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ciencia de Materiales
• Óptica Integrada
• Óptica No Lineal

Sus antecedentes:

• El niobio de litio en película delgada (TFLN) es crucial para la modulación electro-óptica y la conversión de frecuencia en chip.
• Los peines de frecuencia óptica en microrresonadores TFLN ofrecen potencial para el procesamiento paralelo y la transducción óptico-microondas.
• Los micropeines de Kerr totalmente integrados impulsados por láseres semiconductores han sido un desafío persistente.

Objetivo del estudio:

• Demostrar micropeines de Kerr TFLN bombeados eléctricamente sin necesidad de amplificación óptica.
• Superar las limitaciones que dificultan la integración de microrresonadores TFLN con fuentes láser semiconductoras.
• Sentar las bases para la generación compacta de peines de frecuencia óptica en chip.

Principales métodos:

• Fabricación de microrresonadores TFLN con factores de calidad óptica optimizados.
• Desarrollo de técnicas eficientes de acoplamiento láser-a-chip.
• Utilización de auto-bloqueo de inyección para una generación estable de micropeines y estrechamiento de la línea espectral del láser.

Principales resultados:

• Generación exitosa de micropeines de solitones a una frecuencia de repetición de 200 GHz.
• Se logró un alcance óptico de 180 nm con baja potencia de bombeo (25 µW).
• Se demostró la iniciación llave en mano y la reducción significativa de la línea espectral del láser mediante auto-bloqueo de inyección.

Conclusiones:

• Este trabajo presenta los primeros micropeines de Kerr TFLN bombeados eléctricamente sin amplificación óptica.
• Las fuentes de peine integradas desarrolladas son adecuadas para comunicaciones, computación y metrología basadas en TFLN.
• Este avance contribuye significativamente a la integración de funcionalidades fotónicas avanzadas en un chip.