一个光子集成的连续移动波参数放大器

科学领域:

• 光学和光学工程
• 半导体设备
• 材料科学

背景情况:

• 光信号放大至关重要,通常依赖于稀土合纤维或III-V半导体.
• 在光纤中使用Kerr非线性进行参数放大提供了一个替代方案,使无噪声放大和信号再生等应用成为可能.
• 之前的光子集成电路 (PIC) 演示需要脉冲激光器,限制了实际应用;批量周期极化酸盐 (PPLN) 实现了连续波增益,但缺乏集成.

研究的目的:

• 演示基于光子集成电路的移动波光学参数放大器 (OPA),在连续波 (CW) 模式下具有净信号增益.
• 克服以前基于PIC的参数增益演示中的脉冲激光的局限性.
• 将连续波参数增益集成到光子芯片上.

主要方法:

• 使用超低损耗,分散工程,米长的化 (Si3N4) 光子集成电路.
• 在一个5x5mm^2的芯片上制造了该设备.
• 在连续波模式中实现了移动波参数放大.

主要成果:

• 在电信C频段显示了12dB的连续参数增益.
• 取得的收益超过了芯片上的传播损失和光纤-芯片-光纤合损失.
• 该设备在芯片上的紧足迹内工作.

结论:

• 这项工作介绍了第一个基于PIC的CW移动波OPA,具有净信号增益.
• 开发的参数放大器提供了光刻控制的增益频谱,紧的尺寸和对反的弹性.
• 该技术具有从可见到中红外的应用潜力,超出传统稀土放大波段,并提供量子有限的性能.