Lasers réglables rapidement utilisant la photonique intégrée au niobate de lithium

Rendre les lasers plus petits et plus capables d'alterner rapidement entre les fréquences, tout en restant dans une bande étroite, est un élément essentiel pour réduire le coût des technologies telles que le LiDAR et la communication optique. Une grande partie du défi réside naturellement dans la recherche des matériaux appropriés permettant de créer un laser intégrant toutes ces propriétés.

Ici, une étude récente de [Viacheslav Snigirev] et ses collègues (communiqué de presse) démontre comment la combinaison des propriétés du niobate de lithium (LiNbO3) avec celles du nitrure de silicium (Si3N4) dans un empilement de plaquettes hybrides (Si3N4) – LiNbO3 permet d'obtenir un système à base d'InP. source laser à moduler dans les circuits photoniques gravés pour obtenir les propriétés de sortie souhaitées.

Une grande partie de la stabilité de la modulation est obtenue grâce au verrouillage par auto-injection laser via les structures de microrésonateur de la puce hybride. Ceux-ci fournissent une rétro-réflexion optique qui force la diode laser à résonner à une fréquence spécifique, assurant ainsi le verrouillage de fréquence. Ce qui permet un réglage rapide de la fréquence est qu'il est déterminé par la tension appliquée sur la structure du microrésonateur via les électrodes formées.

Avec une démonstration LiDAR dans l'article qui utilise l'un de ces circuits hybrides, il est démontré que l'approche de liaison directe de tranche fonctionne bien et un certain nombre de suggestions d'optimisation sont fournies. Comme pour toutes ces études, elles s’appuient sur des années de recherches antérieures au fur et à mesure que des problèmes sont identifiés et que des solutions sont suggérées et testées. Il semblerait que les structures LiNbO3 en couches minces trouvent désormais des applications très utiles en photonique.

(Image de titre : Empilement de Si3N4-LiNbO3 formant le laser intégré et intégré dans la configuration de test (d). (Crédit : Snigirev et al., 2023) )