Échelle de puce, laser à mode verrouillé ultrarapide à base de niobate de lithium nanophotonique. Crédit : Alireza Marandi
Les chercheurs ont créé un laser compact à mode verrouillé intégré dans une plate-forme nanophotonique, capable de générer des impulsions lumineuses ultrarapides de haute puissance. Cette avancée dans la miniaturisation de la technologie MLL pourrait élargir considérablement les applications de la photonique.
Innovations dans la technologie laser à mode verrouillé
Dans le but d’améliorer une technologie qui nécessite généralement un équipement de table volumineux, Quishi Guo et ses collègues ont réduit un laser à mode verrouillé (MLL) à la taille d’une puce optique avec une plate-forme nanophotonique intégrée. Les résultats sont prometteurs pour le développement de systèmes nanophotoniques ultrarapides pour un large éventail d’applications.
Potentiel des MLL miniaturisées
Les lasers à mode verrouillé (MLL) peuvent produire des impulsions lumineuses ultracourtes et cohérentes à des vitesses extrêmement rapides, de l’ordre de la picoseconde et de la femtoseconde. Ces dispositifs ont permis de nombreuses technologies en photonique, notamment l’optique non linéaire extrême,photon la microscopie et l’informatique optique.
Cependant, la plupart des MLL sont coûteuses, gourmandes en énergie et nécessitent des composants et équipements optiques discrets encombrants. En conséquence, l’utilisation de systèmes photoniques ultrarapides a généralement été limitée à des expériences en laboratoire sur table. De plus, les MLL dites « intégrées » destinées à piloter des plates-formes nanophotoniques souffrent de limitations critiques telles qu’une faible puissance de crête et un manque de contrôlabilité.
Percée dans l’intégration nanophotonique MLL
Grâce à l’intégration hybride d’une puce d’amplificateur optique à semi-conducteur avec un nouveau circuit nanophotonique au niobate de lithium à couche mince, Guo et coll. créé un MLL intégré de la taille d’une puce optique.
Selon les auteurs, le MLL génère des impulsions optiques ultracourtes d’environ 4,8 picosecondes à environ 1 065 nanomètres avec une puissance maximale d’environ 0,5 watts – l’énergie d’impulsion de sortie et la puissance maximale les plus élevées de tous les MLL intégrés dans les plates-formes nanophotoniques.
En outre, les chercheurs ont montré que le taux de répétition du MLL intégré peut être réglé sur une plage d’environ 200 mégahertz et que les propriétés de cohérence du laser peuvent être contrôlées avec précision, ouvrant ainsi la voie à une source de peigne de fréquence nanophotonique sur puce entièrement stabilisée.
Pour en savoir plus sur cette avancée :
- Technologie laser ultrarapide miniaturisée sur de minuscules puces photoniques
- Les lasers ultrarapides réduits à la taille du bout des doigts
