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基于ERBIUM的集成光子学突破

基于ERBIUM的集成光子电路.jpg由稀土材料制成的光放大器用于光子整合芯片(PIC),以扩增光学信号,而无需先将其转换为电信号。光学放大器与WDM(波长分割多路复用)的技术结合使用,使许多数据的传输在大距离上成为可能。

最近,稀土金属元素成为了可行的材料,可用于光学放大器。到目前为止,典型的Erbium掺杂纤维中的扩增量太小,所需的长度太长而无法集成。

但是,来自亚利桑那州立大学和中国Tsinghua大学的研究团队显然通过增加Erbium的光学增长来克服这些局限性,以使材料在光学放大器和激光器上的芯片中的整合。研究人员能够将ERBIUM的光学增益从通常低水平的dB水平提高到超过100 dB的传播。

由ASU电气工程教授Cun-Zheng Ning和Tsinghua University的Hao Sun领导的研究团队在光子整合领域实现了长达数十年的目标,在其中,不同的小型光学组成部分紧密地组合了这一发现,这一发现实现了数十年的目标。性能和易于制造。

在光学微芯片中,光线通过硅制成的通道和波导,如Phys.org解释。例如,来自玻璃纤维的光通过带有分裂和耦合器的光通道的结构。硅执行光,但有些损失。输入基于ERBIUM的材料以扩增信号,甚至在芯片上包含光源。

ERBIUM对于许多应用很重要,尤其是作为埋藏的光学放大器,以及在大陆之间和大陆之间的通信。科学家和工程师一直在试图在较小的平台上复制ERBIUM信号扩增的成功,例如在集成光子系统的一小芯片上。

最近发现的前体出现在2011年,当时Ning的研究团队发现,一种特定的Erbium Silicate Salt(作为具有较弱的纳米线)开发的特定硅酸盐盐表明,作为光子学放大材料,这表明具有巨大的潜力。研究人员发现,工程师可以在光学放大器,激光器,量子信息设备,开关和太阳能电池中包装1000倍的ERBIUM。

六年后,Ning和Sun的团队终于能够在单个纳米线上进行实验,该实验揭示了内在的吸收系数,该过程允许第一次精确测量材料吸收。测量了比以前的ERBIUM材料高约两个数量级的极高的光学增益。

宁说:“我们很兴奋,我们最终能够根据我们已经完成的其他测量值建立我们多年来预测的大量光学增益。”“基于这种新的单晶纳米线技术,我们的下一个目标是将多个设备集成在硅平台上,以进行集成光子电路。”

新的光学放大的详细信息已在自然光子学

乐动体育-西甲2019赞助商期望在光子综合电路中使用的全球光学放大器市场将于2022年达到3.08亿美元,从2017年到2022年的复合年增长率为33.4%。7月份的报告还预计,全球光子综合电路市场的价值为4260万美元,至426亿美元到2022年,总计18亿美元,相当于年增长率高达27.5%。

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写的 克莱顿·卢兹(Clayton Luz)2017年8月24日上午10:00:00

话题:光子学