Leysir á stærð við flís geta komið í stað trefjaleysis?

Nýlega þróuðu vísindamenn frá École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) flís-samþættan erbium-dópaðan bylgjuleiðaraleysi, nýja tegund leysis sem er nálægt því að nota trefjaleysis, sem sameinar stillanleika og hagkvæmni ljóseindasamþættingar í flísumskala. .
Það er vel þekkt að ljósleiðaraleysir nota ljósleiðara sem eru dópaðir með sjaldgæfum jarðefnum sem ávinningsmiðil. Þess vegna, samanborið við gas leysir eins og koltvísýring, hafa þeir kosti mikils geisla gæði, mikils afl, mikil afköst, smæð og óaðfinnanlegur samþætting trefja framleiðsla og sveigjanleg vinnslu pallur.
Og til að mæta eftirspurninni eftir trefjalaserum í flísumkvarða, sneru vísindamenn sér að erbium sem ávinningsmiðli. Erbium-undirstaða trefjaleysir eru sérstaklega efnilegir vegna þess að þeir uppfylla kröfur um að viðhalda mikilli samfellu og stöðugleika. Hins vegar hefur lengi verið erfitt að ná smæðun á erbíum-undirstaða trefjaleysis vegna þess hve erfitt er að viðhalda einstökum afköstum þeirra.
Í þessu skyni smíðuðu vísindamennirnir fyrst metra langt sjónhola á flís sem byggist á kísilnítríð ljóseindarás með ofurlítið tap. Samkvæmt Yang Liu, rannsakanda við rannsóknarstofu í ljóseðlisfræði og skammtamælingum við École Polytechnique Fédérale de Lausanne: Þrátt fyrir litla flísastærð gátum við hannað leysiholið í metra langa lengd þökk sé samþættingu þessara örflaga. -hringresonators, sem lengja ljósleiðina á skilvirkan hátt án þess að þörf sé á líkamlegum magnarabúnaði.
Mikil bylting! Leysir á stærð við flís geta komið í stað trefjaleysis?
Liðið græddi síðan háan styrk af erbíumjónum í hringrásina til að mynda valinn virka ávinningsmiðilinn sem þarf til að leysir. Að lokum samþættu þeir rafrásirnar við III-V hálfleiðara dæluleysis til að örva erbíumjónirnar þannig að þær gætu gefið frá sér ljós og framleitt leysigeisla.
Til að bæta frammistöðu leysisins og gera nákvæma bylgjulengdarstýringu, hugsuðu vísindamennirnir upp nýstárlega innanholahönnun með vernier síu sem byggir á örhringjum, síu sem velur ljós á tiltekinni tíðni til að bæta afköst leysisins og gera nákvæma bylgjulengdarstýringu.
Sían gerir kleift að stilla kraftmikla stillingu á 40 nm leysibylgjulengdinni bæði á C- og L-bandinu, sem er umfram hefðbundna trefjalasa bæði í stillingu og lágum litrófsmælingum, en viðhalda samhæfni við núverandi framleiðsluferli hálfleiðara. Hönnunin styður stöðuga einstillingu með 50 Hz innri línubreidd.
Með úttaksafl yfir 10 mW og hliðarstillingarhlutfall sem er meira en 70 dB, er flísaskala erbíum-undirstaða trefjaleysirinn betri en margir hefðbundnir leysir. Þröng línubreidd þeirra gerir þeim kleift að gefa frá sér hreint og stöðugt ljós, sem gerir þau tilvalin fyrir samfellda notkun eins og skynjun, gyroscopes, LIDAR og sjóntíðnimælingar.
Minnkun og samþætting erbium trefjaleysis í tæki í flísum getur gert þá á viðráðanlegu verði og opnað ný forrit fyrir mjög samþætt farsímakerfi í rafeindatækni, læknisfræðilegum greiningum og fjarskiptum. Það gæti einnig minnkað sjóntækni í nokkrum öðrum forritum, þar á meðal LIDAR, örbylgjuljóseindafræði, sjóntíðnimyndun og fjarskipti í lausu rými.