Лазерный мир

Не так давно несколько команд продемонстрировали сверхкомпактные частотные гребёнки (серии параллельных, малошумящих и высокостабильных лазерных линий), поместив полупроводниковый лазерный чип и отдельный чип кольцевого резонатора из нитрида кремния очень близко друг к другу. Однако в этих решениях лазер и резонатор по-прежнему оставались отдельными устройствами, изготовленными независимо, а их идеальная подгонка это дорогостоящий и трудоёмкий процесс, который нельзя масштабировать.

Решающим прорывом в этой области стала статья «Лазерные солитонные микрогребёнки, гетерогенно интегрированные на кремнии», опубликованная в новом выпуске журнала Science. Она рассказывает о первом успехе в интеграции полупроводникового лазера на кристалле с резонатором, способным производить лазерные микрогребёнки, который был достигнут Калифорнийским университетом в Санта-Барбара (UCSB) совместно со швейцарским Федеральным технологическим институтом (EPFL).

Работая последовательно над одной и той же пластиной, исследователи применили разработанный в UCSB процесс гетерогенной интеграции для создания высокоэффективных лазеров на кремниевой подложке и фирменный «фотонный дамасский процесс» EPFL, чтобы изготовить из нитрида кремния микрорезонаторы со сверхнизкими потерями и высокой добротностью.

В отличие от раздельного изготовления устройств и последующего их объединения, одного за другим, комбинация этих решений позволяет производить тысячи устройств на одной 100-миллиметровой заготовке, с перспективами дальнейшего масштабированием на пластины диаметром 200 или 300 мм, соответствующие отраслевому стандарту, и с использованием стандартных КМОП-совместимых технологий.

«Наш подход открывает путь к массовому и недорогому производству частотных гребёнок на чипе для следующих поколений высокопроизводительных трансиверов, центров обработки данных, космических и мобильных платформ», — заявили исследователи.

В нынешнем виде интегрированная на чип гребёнка дает от двадцати до тридцати пригодных для использования линий, но разработчики ставят перед собой цель увеличить это число, желательно, до сотни комбинированных линий на каждый лазер-резонатор, с низким расходом энергии.

Источник: https://ko.com.ua/sozdan_masshtabiruemyj_metod_integracii_lazernyh_mikrogrebyonok_na_chipe_137934