El láser de longitud de onda de telecomunicaciones en un diseño de onda inclinada compatible con CMOS

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ciencia de los Materiales Ciencia de los Materiales.
• La óptica integrada es una óptica integrada.
• Lasers de semiconductores con láser.

Sus antecedentes:

• Los materiales dopados con erbio son cruciales para las longitudes de onda de telecomunicaciones de 1,5 μm.
• Los circuitos integrados fotónicos de silicio (Si PIC) requieren fuentes de luz eficientes en el chip.
• Los láseres de onda inclinada (TWL) ofrecen compatibilidad CMOS para Si PICs.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar el láser de longitud de onda de las telecomunicaciones de iones de erbio (Er3+) en modos de onda inclinada (TW).
• Desarrollar una fuente de luz en chip compatible con CMOS para Si PICs.
• Investigar el rendimiento y las características de los TWL dopados con Er3+.

Principales métodos:

• Fabricación de un láser de onda inclinada (TWL) acoplado a una guía de onda utilizando óxido rico en Si dopado con Er3+.
• Bombeo óptico para lograr el láser a la longitud de onda de telecomunicaciones de 1,5 μm.
• Caracterización del rendimiento cuántico de la fotoluminiscencia (PLQY), ganancia óptica neta, potencia umbral y propiedades de láser.

Principales resultados:

• Se logró el láser de longitud de onda de telecomunicación de Er3+ en modos TW con un PLQY del 20,6% y una ganancia óptica neta de 24,3 dB·cm−1,1.
• Demostró una potencia de bombeo óptico de umbral bajo de ~40 mW.
• Se observó una fotoluminiscencia emisora de borde consistente con las simulaciones en modo TW y una notable amplificación de la luz.

Conclusiones:

• El TWL dopado con Er3 + en óxido rico en Si presenta una fuente de luz viable en el chip para Si PIC.
• El estudio proporciona una vía de optimización para las fuentes de luz de longitud de onda de telecomunicaciones compatibles con CMOS.
• Este trabajo avanza en la integración de fuentes de luz en la fotónica de silicio.