Il laser si concentra sul chip al niobato di litio / Laser focusses on lithium niobate chip

 Il laser si concentra sul chip al niobato di litio / Laser focusses on lithium niobate chip

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Il laser on-chip è combinato con un modulatore elettro-ottico a 50GHz in niobato di litio per costruire un trasmettitore ad alta potenza. /  The on-chip laser is combined with a 50GHz electro-optic modulator in lithium niobate to build a high-power transmitter. (Credit: Second Bay Studios/Harvard SEAS)

I ricercatori hanno sviluppato il primo laser ad alta potenza completamente integrato su un chip al niobato di litio, un progresso che potrebbe portare a vettori ottici meno costosi, più stabili e scalabili utilizzati nella trasmissione dei dati.

Lo sviluppo della Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), in collaborazione con i collaboratori del settore Freedom Photonics e HyperLight Corporation, è dettagliato in Optica .

"La fotonica integrata al niobato di litio è una piattaforma promettente per lo sviluppo di sistemi ottici su scala di chip ad alte prestazioni, ma inserire un laser su un chip al niobato di litio si è rivelata una delle maggiori sfide di progettazione", ha affermato Marko Loncar, Tiantsai Lin Professore di Ingegneria Elettrica e Fisica Applicata al SEAS e autore senior dello studio. "In questa ricerca, abbiamo utilizzato tutti i trucchi e le tecniche di nanofabbricazione appresi dai precedenti sviluppi nella fotonica integrata del niobato di litio per superare queste sfide e raggiungere l'obiettivo di integrare un laser ad alta potenza su una piattaforma di niobato di litio a film sottile".

Secondo SEAS, Loncar ed il suo gruppo hanno utilizzato piccoli ma potenti laser a feedback distribuito per il loro chip integrato. Sul chip, i laser si trovano in piccoli pozzetti incisi nel niobato di litio e forniscono fino a 60 mW di potenza ottica nelle guide d'onda fabbricate nella stessa piattaforma. I ricercatori hanno combinato il laser con un modulatore elettro-ottico da 50 GHz in niobato di litio per costruire un trasmettitore ad alta potenza.

"L'integrazione di laser plug-and-play ad alte prestazioni ridurrebbe significativamente i costi, la complessità e il consumo energetico dei futuri sistemi di comunicazione", ha affermato Amirhassan Shams-Ansari, uno studente laureato presso SEAS e primo autore dello studio. "È un elemento costitutivo che può essere integrato in sistemi ottici più grandi per una vasta gamma di applicazioni, nel rilevamento, nel lidar e nelle telecomunicazioni di dati".

Combinando dispositivi al niobato di litio a film sottile con laser ad alta potenza utilizzando un processo favorevole al settore, si afferma che questa ricerca rappresenti un passo chiave verso reti di trasmettitori e reti ottiche su larga scala, a basso costo ed ad alte prestazioni. Successivamente, il gruppo mira ad aumentare la potenza e la scalabilità del laser per più applicazioni.

ENGLISH

Researchers have developed the first fully integrated high-power laser on a lithium niobate chip, an advance that could lead to less expensive, more stable and scalable optical carriers used in data transmission.

The development from the Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), working with industry collaborators Freedom Photonics and HyperLight Corporation, is detailed in Optica.

“Integrated lithium niobate photonics is a promising platform for the development of high-performance chip-scale optical systems, but getting a laser onto a lithium niobate chip has proved to be one of the biggest design challenges,” said Marko Loncar, the Tiantsai Lin Professor of Electrical Engineering and Applied Physics at SEAS and senior author of the study. “In this research, we used all the nano-fabrication tricks and techniques learned from previous developments in integrated lithium niobate photonics to overcome those challenges and achieve the goal of integrating a high-powered laser on a thin-film lithium niobate platform.”

According to SEAS, Loncar and his team used small but powerful distributed feedback lasers for their integrated chip. On chip, the lasers sit in small wells etched into the lithium niobate and deliver up to 60mW of optical power in the waveguides fabricated in the same platform. The researchers combined the laser with a 50GHz electro-optic modulator in lithium niobate to build a high-power transmitter.

“Integrating high-performance plug-and-play lasers would significantly reduce the cost, complexity, and power consumption of future communication systems,” said Amirhassan Shams-Ansari, a graduate student at SEAS and first author of the study. “It’s a building block that can be integrated into larger optical systems for a range of applications, in sensing, lidar, and data telecommunications.”

By combining thin-film lithium niobate devices with high-power lasers using an industry-friendly process, this research is claimed to represent a key step towards large-scale, low-cost, and high-performance transmitter arrays and optical networks. Next, the team aims to increase the laser’s power and scalability for more applications.

Da:

https://www.theengineer.co.uk/lithium-niobate-laser-optical-harvard-seas/