Brocade Park: Ceci est une optique de classe et la photonique
Étant donné que le spectre du laser pur capable de produire presque parfaite lumière monochromatique et dans le coeur des applications scientifiques et commerciales haut de gamme. Cette capacité du laser en fonction de sa largeur ou de la cohérence mesurée, à savoir la capacité à transmettre une fréquence constante sur une période de temps avant un changement de fréquence. En pratique, les chercheurs font tous les efforts pour fabriquer des horloges atomiques très cohérentes et d'autres systèmes de gamme de haut, près de lasers à fréquence unique. Aujourd'hui, cependant, étant donné que ces lasers sont encombrants, occupant un rack complet de l'équipement, ils ne peuvent être utilisés dans l'atelier de laboratoire. À l'heure actuelle, il y a une tendance à transférer à la puce électronique des performances haut de gamme photon laser, tout en réduisant considérablement le coût et la taille, la technologie largement appliquée dans le domaine de la spectroscopie, la navigation, l'informatique quantique et les communications optiques. Atteindre une telle performance de la taille de la puce, l'Internet va grandement aider à répondre aux défis des exigences de capacité explosive des données provoquée, ainsi que la consommation d'énergie du centre de données globales et l'interconnexion des fibres d'augmentation résultante.
Brocade Park - Sciences Popular Science: Dans la « Nature Photonics », publié dans l'article de couverture Janvier 2019, l'Université de Californie, Santa Barbara chercheurs et leur Honeywell, les partenaires description de l'Université de Yale et l'Université de l'Arizona du Nord dans cette étude marque une étape importante: un laser au niveau de la puce qui peut émettre beaucoup moins de lumière que 1 Hz linewidth, assez calme pour être transféré au niveau de la puce applications scientifiques exigeant. Le projet a été financé par l'Agence de défense Advanced Research Projects (DARPA) projet OwlG. Pour un impact efficace, ces lasers à faible largeur de raie doit être intégré dans un circuit intégré photonique (PIC) de, qui correspond à l'ordinateur à puce peuvent être fabriqués à l'échelle de la plaquette à puce fonderie commerciale. L'un des auteurs de l'étude, chef de l'équipe de recherche Professeur, Santa Barbara génie électrique et informatique de l'Université de Californie Dan Blumenthal a déclaré:
- Interprétation du concept art cinétique nouveaux lasers cavité optique en anneau de Brillouin. Photo: Brian Long
Jusqu'à présent, aucun procédé de production d'un faisceau laser ayant un niveau de calme et la cohérence de la largeur de raie étroite à l'échelle puce optoélectronique. À l'heure actuelle au laser niveau de la puce a le bruit inhérent et une largeur relativement importante, le besoin de jouer un nouveau rôle dans la miniaturisation des lasers physique fondamentale associés à ces haute qualité. DARPA est particulièrement intéressant pour produire un gyroscope optique à laser au niveau de la puce. gyroscopes optiques ont la capacité de maintenir des informations de localisation en l'absence de GPS, ce qui est très important. gyroscope optique est utilisé pour le positionnement précis et la navigation, y compris sur la plupart des avions commerciaux. La longueur de la sensibilité du gyroscope optique laser détecteurs d'ondes gravitationnelles et équivalents détecteurs d'ondes gravitationnelles est l'un des plus instruments de mesure de précision fabriquées à ce jour. Mais la sensibilité du système pour atteindre cet objectif comprend un grand nombre de bobine de fibre optique.
OwlG objectif du projet est de réaliser un ultra silencieux sur le laser puce (largeur de ligne étroite), au lieu de faire tourner la fibre optique en tant qu'élément de détection, et en outre l'intégration d'autres composants du gyroscope optique. Selon Blumenthal, il a dit: la fabrication de tels lasers Il existe deux approches possibles. L'une est basée sur doit être placé une référence optique laser, une telle référence dans un environnement de vide dans le cas d'isolement, comme fait aujourd'hui que des horloges atomiques. Une chambre de référence et une boucle de rétroaction électronique avec la lumière laser comme une ancre de calme. Cependant, de tels systèmes sont encombrants, coûteux puissance, grande, sensible aux interférences environnementales. Une autre méthode consiste à faire une sorte de lasers à cavité externe, la cavité qui répond essentiellement aux conditions physiques du laser à largeur de ligne étroite, comprenant des milliards de photons capable de maintenir le temps, et le support interne des niveaux de puissance optique très élevée. Classiquement, une telle cavité (pour recevoir suffisamment de photons), même si elles ont été utilisées pour obtenir des performances élevées, mais ils sont intégrés sur la puce, qui est proche de la largeur de la largeur de raie laser cavité de référence stable, a il est avéré être difficile à réaliser.
Pour surmonter ces limitations, l'équipe est appelée un phénomène physique à l'aide d'un laser stimulé manufacturée de Brillouin. Le procédé utilise le processus d'interaction de la lumière avec la matière, dans ce procédé, la lumière génère en fait un son ou des ondes acoustiques dans le matériau. Brillouin lumière laser pour produire un très calme et célèbre. Les photons émis par le laser à l'aide de la « pompe » de bruit pour générer des ondes sonores, les ondes sonores comme un tampon, pour générer une nouvelle largeur de raie d'émission de lumière de faible calme. Brillouin processus est très efficace, il entrera dans le linewidth laser de pompe réduit million de fois. L'inconvénient est qu'un grand appareil de fabrication d'une fibre optique conventionnelle laser Brillouin ou résonateur micro-optiques sensibles aux conditions environnementales, difficiles à fabriquer par un procédé de coulée sous pression.
Fabrication séjour car la clé est d'utiliser une technologie laser développée par l'Université de Californie, Santa Barbara, qui utilise la perte de fibre tout à fait photoniques faible guide d'ondes circuits intégrés construits sur puce intégré photonique. Ces guides d'ondes à faible perte, tous les éléments sont formés par le faisceau laser Buli chambre Lu annulaire, prévue sur le succès de la puce: elles peuvent être stockées sur la puce dans un grand nombre de photons, la puissance optique de la cavité optique à des niveaux extrêmement élevés de traitement, et le long du guide d'ondes photons, comme le monorail pour guider la même chose. guide d'ondes optiques à faible perte et la combinaison d'atténuation acoustique rapide élimine la direction des ondes sonores. Cette innovation est la clé du succès de cette approche. Étant donné que cette étude a été achevée, il a produit un certain nombre de nouveaux projets financés en équipe Blumenthal et ses collaborateurs.
Brocade Park - Sciences Popular Science | Recherche / de: University of California, Santa Barbara
James Badham, Université de Californie - Santa Barbara
Périodique Littérature de référence: « Nature Photonics »
DOI: 10.1038 / s41566-018-0313-2
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