统一光学增益和电光学动力学在Er-doped薄膜基酸平台中的
Yimeng Wang1, Bitao Shen2, Bo Wang1
1State Key Laboratory of Photonics and Communications, School of Electronics, Peking University, Beijing, China.
Nature communications
|November 25, 2025
概括
研究人员在单个芯片上集成了光学调制和放大,使用Er-doped薄膜酸 (Er:TFLN). 这一突破实现了高增益和超宽带宽,为更小,更强大的光学系统铺平了道路.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光子学 是一个光子学.
背景情况:
- 光学调制和放大单体集成对于小型化和扩展光学系统至关重要.
- 现有的离散实现在实现足够的增益和电光带宽同时面临挑战.
- 薄膜酸 (TFLN) 是集成光子学的一个有前途的平台.
研究的目的:
- 将光学调制和放大功能统一到一个单一的Er-doped薄膜酸 (Er:TFLN) 平台上.
- 为了实现高的内部净增益和超宽的电光调制带宽.
- 为了证明这个集成平台在信号处理中的实际应用.
主要方法:
- 使用零变化工艺制造Er-doped TFLN波导.
- 波导放大器增益和电光调制带宽的表征.
- 通过信号处理实验验验证,包括数字信号编码和射频前端接收.
主要成果:
- 在9.16厘米长的波导放大器中实现了创纪录的38dB的内部净增益.
- 实现了超宽范围的电光调制,带宽为53GHz,可运行至170GHz.
- 在信号处理场景中,与离芯片增益相比,在信号处理场景中显示出更好的信号恢复质量.
结论:
- 在Er:TFLN平台上成功实现了高增益放大和超宽带调制的单体集成.
- 综合方法克服了离散组件的局限性,使小型化和可扩展性成为可能.
- 这种功能融合为先进的光学互连,激光雷达和微波光子学提供了巨大的潜力.
