ニオブ酸リチウム集積フォトニクスを使用した高速調整可能なレーザー

レーザーを小型化し、狭帯域内に保ちながら周波数間を迅速に切り替えられるようにすることは、LiDAR や光通信などのテクノロジーのコストを下げるために不可欠な部分です。 ここでの課題の多くは、当然のことながら、これらすべての特性を組み込んだレーザーを可能にする適切な材料を見つけることにあります。

ここで、[Viacheslav Snigirev] らによる最近の研究 (プレスリリース) は、ニオブ酸リチウム (LiNbO3) の特性と窒化ケイ素 (Si3N4) の特性を組み合わせてハイブリッド (Si3N4) – LiNbO3 ウェーハスタックを形成することで、InP ベースの基板がどのように可能になるかを示しています。レーザー源は、エッチングされたフォトニック回路内で変調され、所望の出力特性を達成します。

変調の安定性の多くは、ハイブリッド チップ上の微小共振器構造を介したレーザー自己注入ロックによって実現されます。 これらは、レーザー ダイオードを特定の周波数で共振させ、周波数ロックを提供する光学的な後方反射を提供します。 高速周波数チューニングを可能にするのは、形成された電極を介して微小共振器構造に印加される電圧によって周波数チューニングが決定されることです。

これらのハイブリッド回路の 1 つを使用した論文の LiDAR デモにより、直接ウェーハ接合アプローチがうまく機能することが実証され、多くの最適化提案が提供されます。 これらの研究はすべて、問題が発見され、解決策が提案され、テストされるにつれて、長年にわたる過去の研究に基づいて構築されています。 薄膜 LiNbO3 構造は現在、フォトニクスにおいて非常に有用な用途を見出しているようです。

(見出し画像: 統合レーザーを形成し、テスト セットアップに統合された Si3N4-LiNbO3 のスタック (d)。(クレジット: Snigirev et al.、2023))