Усилитель бегущей волны постоянно действующий

Усилитель бегущей волны постоянно действующий

Физики на Западе разработали усилитель бегущей волны на основе фотонной интегральной схемы. Особенности устройства – непрерывный режим работы. Как сообщается, такой результат получили под завершение десятилетних исследований, проводимых в области интегральной нелинейной фотоники. Отмечается, что удалось достичь несоизмеримо малых потерь усиления непосредственно внутри волноводов. Сегодня широко применяются оптические усилители на основе редкоземельных ионов и полупроводников III-V, но непостоянного действия.

Новый усилитель бегущей волны технология

Группа исследователей-физиков применила фотонную интегральную схему на основе нитрида кремния. Устройство отличается сверхнизкими потерями на рабочих длинах волноводов более двух метров. Новый усилитель бегущей волны создан на фотонном чипе площадью 15 мм2.

Микросхема функционирует непрерывно, обеспечивая чистое усиление до 7 дБ на кристалле и до 2 дБ усиления на структуре «волокно-волокно» используемых телекоммуникационных диапазонов. Между тем, примерно аналогичных показателей добилась ещё одна исследовательская группа, проводившая исследования практически параллельно с первой.

Перспективой намечается использовать точный литографический контроль с целью оптимизации дисперсии волновода при работе в диапазоне полосы параметрического усиления более 200 нм. Учитывая несоизмеримо малые потери, связанные с поглощением нитридом кремния (0,15 дБ/м), последующая оптимизация, по словам учёных, позволит нарастить максимальное параметрическое усиление чипа с выходом за пределы 70 дБ.

Накачка мощностью нового усилителя бегущей волны составит не более 750 мВт, что даёт производительность выше волоконно-оптических преобразователей.

Усилитель бегущей волны телекоммуникационных диапазонов

Теоретически применение такого типа усилителей не ограничивается ничем. Актуальным оборудование видится для области оптической связи. В этом случае здесь грядёт расширение сигналов за пределы типичных телекоммуникационных диапазонов.

Также актуально это оборудование для лазера среднего инфракрасного или видимого диапазона. Усиление сигнала необходимо, к примеру, на системах LiDAR и многих других, где лазеры применяют под исследования, восприятие, обработку цифровых или квантовых сигналов.

Оптические параметрические оптоволоконные усилители предъявляют высокие требования к мощности накачки по причине слабой керровской нелинейности кварца. Последние достижения в области интегрированных фотонных платформ привели к значительному улучшению эффективной керровской нелинейности. Однако отсутствие усилителей непрерывного действия сводило на нет эти достижения. Теперь, как подчёркивается, ситуация изменится кардинально.


При помощи информации: EPFL