2.5 InP/air 쌍의 분산 브래그 반사기(DBR)가 있는 3개 섹션 분산 피드백 레이저를 제작하고 마이크로파 생성 능력 측면에서 분석했습니다. 광범위하게 조정 가능한 단일 RF(무선 주파수) 신호는 광학 헤테로다인을 사용하여 감지할 수 있으며 조정 범위는 2~45 GHz입니다. 세 번째 섹션의 통합은 파장 영역에서 3개의 방출 피크가 서로 가까울 때 이중 RF 작동을 제시할 수 있는 기회를 제공합니다. 제안된 설계는 2섹션 레이저 범위(35.29 GHz 대 42.81 GHz)에 비해 RF 튜닝 범위가 21.3% 향상되었습니다. 제안된 장치의 소형화는 미래의 radio-over-fiber 애플리케이션에 유용할 수 있습니다.
미래의 새로운 무선 기술의 도래와 함께 셀룰러 네트워크의 설치는 새로운 시대로 진화했습니다. 많은 수의 마이크로 또는 나노 크기의 기지국이 필요하고 전력 효율적인 마이크로파 전송이 예상될 수 있습니다[1, 2 ]. 이 무선 인프라를 구축하려면 좋은 마이크로파 소스가 필요합니다. 과거에 마이크로파(X/Ka-대역과 같은)를 생성하기 위해 여러 가지 방법이 제안되고 시연되었습니다. 전자빔과 BWO(Backward Oscillator)를 사용하면 높은 강도의 마이크로웨이브(보통 수백 메가와트에서 기가와트 범위)를 제공할 수 있으며 레이더, 원격 감지, 통신 및 플라즈마 분야에 널리 적용됩니다. 과학 [3,4,5]. 그러나 이 기술은 고정 도파 구조에 의해 미리 정해져 있기 때문에 방출 주파수를 조정하기 어렵고 이 구조의 크기는 일반적으로 밀리미터 또는 센티미터입니다. 또 다른 방법은 Gunn 다이오드에 전달된 전자 효과를 적용하는 것입니다[6,7,8,9]. Gunn 다이오드의 반도체 기능은 크기가 수십 미크론에서 심지어 서브 미크론까지 다양하기 때문에 매우 매력적입니다. 전달되는 전력 출력도 인상적입니다. 몇 밀리와트에서 수십 밀리와트입니다. 그러나 이 장치는 일반적으로 양호한 신호를 제공하기 위해 다른 회로를 필요로 하며 장치의 길이에 걸쳐 고유한 반송파 전송 시간에 의해 제한되는 제한된 주파수 조정 기능도 가지고 있습니다[10].
이러한 전통적인 방법 외에도 미래의 무선 기지국은 고효율뿐만 아니라 작은 설치 공간과 대규모 배포가 필요합니다. 소규모 스테이션 아키텍처와 대규모 다중 입력 및 다중 출력 시스템의 구현은 마이크로파 포토닉스의 필요성을 보여줍니다[11]. 광자 장치 및 인프라는 네트워크의 복잡성을 줄이고 전송 거리를 늘리며 전송 보안을 강화할 수 있습니다. 피코셀(스몰 셀)과 광섬유 네트워크의 조합은 많은 양의 데이터를 장거리로 효율적으로 전송할 수 있다[12]. 따라서 이러한 방식을 구현하기 위해서는, 특히 높은 튜너빌리티(tunability)를 갖는 강한 RF 신호를 생성하고 멀티태스킹을 가능하게 하기 위해서는 다른 유형의 광소자가 필요하다. 좁은 선폭 RF 생성을 위해 주입 고정 레이저 시스템이 제안되었습니다[13]. 광학 위상 고정 루프로 다중 레이저를 이질화하여 RF 신호 및 기타 회로의 고품질 단일 또는 이중 채널을 생성하여 우수한 신호를 제공했으며 데이터 전송은 이전에 이러한 방식으로 표시될 수 있습니다[14,15, 16]. 마이크로파 생성을 위한 다중 레이저 통합은 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 통합[17]과 직렬 캐스케이드 프로그래밍 가능 인터럽트 컨트롤러[18]를 사용하여 실현할 수 있습니다. 이러한 모든 연구는 상호 작용하기에 충분한 광자를 제공하기 위해 정밀하게 정렬된 광학 장치와 다중 레이저 소스에 의존했습니다.
시스템에 필요한 공간을 더욱 줄이려면 통합 설계가 필요합니다. 이전에 발표된 모든 방법을 고려할 때 (a) 칩의 크기가 Si 웨이퍼와 유사하게 축소될 수 있기 때문에 통합 마이크로파 광자 생성이 좋은 후보가 될 수 있다고 믿습니다. 우리의 포토닉 칩의 현재 크기는 수십에서 수백 미크론 범위일 수 있지만 풋프린트를 더 줄일 수 있습니다. (b) 광자 혼합은 과거 문헌에서 최고의 RF 신호 중 일부를 제공할 수 있습니다. 예를 들어 주입 잠금 방식을 사용하면 위상 잡음을 크게 줄일 수 있으며 이는 RF 신호에 매우 중요합니다[19]. (c) 광범위하게 조정 가능한 RF 신호에 대한 외부 전류. 주입 전류를 조절함으로써 마이크로파 광자 칩은 굴절률 변화 또는 광학 헤테로다인 등과 같은 광자의 다양한 상호 작용을 통해 광범위한 주파수 생성을 쉽게 실현할 수 있다[20, 21]. 광자의 다양한 물리적 특성으로 인해 광자 칩은 주파수 조정 측면에서 매우 다양합니다. 앞서 언급한 광자의 장점을 최대한 활용하려면 서로 다른 색상의 간섭성 광자를 이 칩 설계에 통합할 수 있어야 합니다. 이 연구에서는 DBR 광학 분리 기능이 있는 3-섹션 분산 피드백(DFB) 레이저가 처음으로 개발되었습니다. 제안된 레이저는 간단한 조정 가능한 RF 캐리어 또는 두 개의 RF 톤이 있는 캐리어 및 데이터 소스로 작동할 수 있습니다. 이 집적 소자의 특성을 충분히 조사하고 분석할 수 있으며, 우리는 이 소자가 미래의 마이크로파 광자 통합에 도움이 될 수 있다고 가정합니다.
이 연구에서 웨이퍼는 먼저 금속 유기 화학 기상 증착 시스템을 사용하여 성장되었습니다. InGaAsP 양자 우물을 활성 영역으로 사용했으며 목표 레이저 파장은 약 1550 nm였습니다. DFB 레이저의 격자는 전자빔 리소그래피를 사용하여 제조되었습니다. 에피택시 공정이 완료된 후 웨이퍼는 [21]에 설명된 필름 증착, 건식/습식 에칭 및 금속화의 표준 반도체 공정으로 처리되었습니다. 웨이퍼를 100 μm까지 얇게 만들고 후면 금속 접촉 증착(AuGe/Ni/Au)을 위해 연마하여 모든 처리 단계를 마무리했습니다. 다음 단계는 웨이퍼를 막대로 절단하고 막대를 칩으로 다이싱하여 패키징하는 것이며 칩 크기는 250 × 900μm 2 입니다. . 통합 레이저 칩은 프로빙 및 테스트를 위해 세라믹 서브마운트와 와이어 본딩에 부착되었습니다. 공기/반도체 분산 브래그 반사기는 나노스케일 집속 이온빔(FIB) 시스템(Tescan 모델 번호 GAIA3)을 사용하여 에칭되었습니다. FIB 기술은 30 keV 에너지와 0.4 nA 빔 전류를 가진 가속된 Ga 이온을 사용하여 대상 반도체(예:InP 또는 Si)를 공격합니다. 나노미터 규모의 정확도로 FIB 시스템은 3단면 레이저에 대한 단면 DBR을 실현할 수 있습니다. DBR은 공기 섹션의 경우 1162 nm 너비, InP 섹션의 경우 584 nm 너비의 공기 및 InP 섹션으로 구성됩니다. 가장 깊은 에칭은 웨이퍼에 7 μm입니다. 공기/반도체의 계면 거칠기를 제어하기 위해 FIB 에칭 속도를 33 nm/s로 최적화했습니다. 그림 1은 완성된 장치의 개략도 및 SEM 이미지를 표시합니다. 섹션 사이의 2.5쌍의 공기/InP DBR은 높은 광학 반사율과 전기적 절연을 모두 제공할 수 있으며 통합 칩을 S1의 세 섹션으로 나눕니다. , M 및 S2 , 그림 1과 같이 펌핑 및 펌핑 장치에 마스터 및 슬레이브 레이저가 일반적으로 사용되는 사출 잠금 레이저의 표기법을 적용합니다.
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3단면 DFB 레이저 장치의 도식 및 SEM 이미지
광학 헤테로다인은 많은 마이크로파 광자 구조에서 RF 신호를 생성하는 방법입니다[22, 23]. 이 기술은 서로 다른 파장의 광자를 혼합하여 조정 가능한 RF 신호를 생성합니다[24, 25]. 먼저 두 개의 서로 다른 신호 E를 정의했습니다. 1 및 E 2 다음과 같이:
$$ {E}_1={\mathrm{E}}_{01}\left({\upomega}_1t+{\upvarphi}_1\right), $$ (1) $$ {E}_2={\mathrm {E}}_{02}\left({\upomega}_2t+{\upvarphi}_2\right), $$ (2)여기서 E 01 및 E 02 진폭, ω 1 그리고 ω 2 는 주파수이고 φ 1 및 φ 2 E에 해당하는 단계입니다. 1 및 E 2 , 각각. 그러면 총 믹싱 신호의 세기 I 그 다음과 같이 설명할 수 있습니다[26]:
$$ {I}_t={\left({E}_1+{E}_2\right)}^2={E_{01}}^2{\mathit{\cos}}^2\left({\upomega }_1\mathrm{t}+{\upvarphi}_1\right)+{E_{02}}^2{\mathit{\cos}}^2\left({\upomega}_2\mathrm{t}+{ \upvarphi}_2\right)+{E}_{01}{E}_{02}\left\{\mathit{\cos}\left[\left({\upomega}_1+{\upomega}_2\right )t+\left({\upvarphi}_1+{\upvarphi}_2\right)\right]+\mathit{\cos}\left[\left({\upomega}_1-{\upomega}_2\right)t+\ 왼쪽({\upvarphi}_1-{\upvarphi}_2\right)\right]\right\}, $$ (3)전체 신호를 측정하는 동안 E 01 이 02 × cos[(ω1 − ω2 )그 + (φ1 − φ2 )] 항은 고주파수 항(예:ω 1 그리고 ω 2 그리고 ω 1 + ω 2 ) 광검출기의 검출 한계 이상입니다. 최종 감지된 RF 신호는 다음 주파수에서 획득됩니다.
$$ \Delta \mathrm{f}=\mathrm{c}\;\left(\frac{1}{\lambda_1}\hbox{-} \frac{1}{\lambda_2}\right) $$ (4 )현재 장치에서 여러 파장의 광자를 동시에 생성하여 헤테로다인이 서로 다른 주파수에서 동시에 발생할 수 있습니다. 각 레이저의 방출 파장은 주입 전류에 의해 제어될 수 있기 때문에 다양한 전류 조합이 동일한 장치에서 단일 및 이중 RF 출력 신호를 제공할 수 있습니다. 이러한 조건은 백서 뒷부분에서 논의됩니다.
레이저 장치를 적절하게 평가하기 위해 출력 전력은 보정된 광검출기(PD)에 조심스럽게 파이버 결합됩니다. 섬유 끝은 면 반사를 줄이기 위해 8° 기울기로 절단되었습니다. 레이저에 대한 최소 피드백과 헤테로다이닝 후 최대 출력을 보장하기 위해 편광 컨트롤러와 적절한 아이솔레이터가 설치되었습니다. 에르븀이 도핑된 광섬유 증폭기는 신호가 충분히 강한 경우 무시할 수 있는 선택적 장비입니다. 고속 광검출기(50GHz PD, u2tPhotonics®, AG) 또는 다른 PD(1414, New Focus®)를 사용하여 혼합 광자 신호를 감지했습니다. 헤테로다이닝 후 얻은 전기적 신호를 신호분석기(N9030PXA, Keysight®)에 입력하여 신호의 차동 주파수 스펙트럼을 제시하였다. 한편, 결합된 광학 스펙트럼은 광학 스펙트럼 분석기(OSA; AQ6317B, Ando®)를 사용하여 판독되었습니다.
<섹션 데이터-제목="결과">장치 제작이 완료되면 DC 특성을 테스트할 수 있습니다. 그림 2a는 이 웨이퍼를 사용하여 제작된 일반 DFB 레이저의 일반 전력-전류-전압(L-I-V) 곡선을 보여줍니다. 임계값 전류는 10 mA보다 작을 수 있습니다. 개별 장치는 300μm 길이의 캐비티와 밀리와트 정도의 출력 전력을 가지고 있습니다. 구조의 격자는 레이저가 단일 모드에서 작동할 수 있도록 필요한 피드백과 모드 선택을 제공합니다. 3개의 레이저를 켰을 때 관찰된 전력 스펙트럼이 그림 2b에 나와 있습니다. 단일 DFB 경우에 대해 50 dB보다 큰 하이 사이드 모드 억제 비율이 측정되었습니다. 광학 헤테로다이닝이 성공하려면 유리한 단일 모드 작동이 필수적입니다. 양쪽에서 광 신호를 받을 때 S1 및 S2 섹션은 M 섹션의 출력을 차단하는 중앙 DBR 섹션의 높은 반사 때문에 그림 2b에 표시된 것처럼 중간 섹션(M 섹션)의 응답과 비교하여 더 강한 응답을 나타냅니다. 광학 모드 간격은 전기 주입 전류를 사용하여 변경할 수 있습니다. 이러한 유연성으로 인해 이러한 레이저의 세 가지 모드를 다양하게 조합할 수 있습니다. 그림 3은 전류 종속 광학 스펙트럼을 표시합니다. 세 개의 피크를 모두 조정할 수 있으며 두 피크 사이의 간격은 RF 신호 생성에 중요할 수 있습니다. 두 피크가 충분히 가까우면 이 두 파장의 광자 사이에서 4파 혼합(FWM)이 발생합니다[27]. 두 피크가 멀리 떨어져 있으면 FWM 효과가 나타나지 않습니다. FWM은 레이저 이득 매질에서 캐리어 농도의 비선형 변조를 통해 향상됩니다[27]. 변조는 서로 다른 색상의 광자 사이에서 더 강한 헤테로다인 효과를 일으키고 더 강한 RF 출력 신호를 생성할 수 있습니다. 그림 3의 상단 곡선에서 이러한 강력한 FWM 상호 작용으로 인해 광학 스펙트럼에서 여러 피크가 생성됩니다. 피크 사이의 간격은 두 개의 원래 혼합 주파수의 차이와 여전히 동일합니다.
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아 DFB 레이저의 일반 LIV 곡선. ㄴ 1개, 2개 및 3개의 DFB 레이저가 켜진 광학 스펙트럼
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FWM 효과가 있거나 없는 3단면 레이저의 광학 스펙트럼. 범례는 S1의 현재 조합(mA)을 나타냅니다. –M–S2 각 스펙트럼의 섹션
주입 전류가 변하면 DFB 레이저의 방출 파장은 전술한 바와 같이 변한다. 따라서 광학 헤테로다이닝의 결과는 이에 따라 이 장치에서 변경됩니다. 헤테로다인 RF 신호는 고속 광검출기를 사용하여 측정할 수 있습니다[20]. 신호 품질은 PXA 설정을 사용하여 식별할 수 있습니다. 그림 4a는 합성된 RF 신호의 상세한 전기 스펙트럼을 표시합니다. 단일 모드 신호는 노이즈 플로어 위로 40.4 dB 상승하고 피크 강도는 -20 dB만큼 높을 수 있습니다. RF 스펙트럼의 더 미세한 분해능은 신호의 세부 사항을 나타내며, 스펙트럼은 선폭을 결정하기 위해 Lorentzian 함수를 사용하여 맞출 수 있습니다. 일반적인 선폭은 그림 4b와 같이 약 12~16 MHz입니다. RF 피크의 개별 선폭은 이 웨이퍼에서 5~7 MHz 범위인 DFB 레이저 피크의 선폭을 추가하여 정의됩니다. 이 설계의 중요한 기능 중 하나는 광범위하게 조정 가능한 단일 모드 RF 생성입니다. 3가지 레이저 톤의 조합은 더 넓은 RF 분포 범위를 제공합니다. 단일 모드 RF 신호는 2에서 45GHz까지 지속적으로 조정할 수 있습니다.
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합성된 RF 신호의 전기 스펙트럼. 아 단일 모드 RF 신호. ㄴ 단일 모드 RF 신호의 선폭 추정
레이저의 추가 세 번째 섹션으로 인해 통합 장치는 두 섹션이 있는 레이저보다 더 복잡한 RF 신호 패턴을 제공할 수 있습니다. 제어 가능한 방식의 이중 RF 모드는 다양한 목적에 유리한 기능이 될 수 있습니다. 이 장치에서 이중 모드는 레이저의 세 파장이 서로 가까울 때만 발생합니다. FWM 효과가 세 개의 레이저 모두에 의해 시작될 수 있을 때 주파수가 다른 두 개의 RF 신호가 관찰됩니다. 그림 5에서 이 시나리오를 설명하기 위해 광학 및 전기 스펙트럼이 나란히 표시됩니다. 이 그림에서 섹션 S1의 피크 및 M은 낮은 전류 수준에 가깝습니다. 따라서 S1 사이에서 강력한 FWM이 발생합니다. 및 M 섹션이 있으며 7.86GHz(추적 A) 부근에서 강력한 RF 피크가 생성됩니다. 섹션 S1의 전류를 높였습니다. 피크를 S2 섹션으로 적색 이동 . 주요 RF 피크 주파수는 S1 사이의 분리 시 증가합니다. M 섹션이 커집니다(트레이스 B). 그러나 S1 및 S2 섹션이 더 가까워지면 이 두 광자 그룹 간의 헤테로다이닝 효과가 더 강해집니다. 따라서 트레이스 C에서 주요 RF 신호는 S1의 차동 주파수가 됩니다. 및 S2 . 또한 S1 간의 상호 작용 M은 남아 있고 이 상호 작용에 해당하는 더 약한 RF 신호는 21.6GHz에서 관찰됩니다. 전류를 S1로 추가 증가 , S1 섹션의 피크 때문에 주요 피크는 주파수에서 감소합니다. 빨간색은 섹션 S2의 정점을 향해 이동합니다. . 한편, 섹션 S1의 피크가 섹션 M의 정점에서 멀어집니다(추적 C에서 E).
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이중 모드 a 광학 및 b 다양한 전류 조합에서 RF 스펙트럼. S2의 전류 S1의 전류가 흐르는 동안 M 섹션은 동일하게 유지됩니다. 섹션은 20에서 70 mA까지 다양합니다(a 참조). ). 트레이스 A에서 λM <λS1 <λS2 , 시퀀스는 λM이 됩니다. <λS2 <λS1 추적 H
트레이스 F, G 및 H에서 섹션 S1의 방출 피크 사이의 거리 M은 매우 큽니다. 따라서 이 두 섹션 사이에는 혼합이 발생하지 않으며 S1 점차적으로 S2를 능가합니다. S1의 현재 증가됩니다. 결과적인 RF 피크는 먼저 감소한 다음 주파수 측면에서 증가합니다. 이 동작은 이전에 시연된 2섹션 레이저와 유사합니다.
DBR은 레이저 사이에 삽입되어 캐비티 사이의 광학적 격리를 제공하고 DFB 레이저의 각 섹션의 두 면 사이에 충분한 반사를 제공하여 단일 모드 방출을 얻을 가능성을 높이고 마지막으로 사이에 충분한 전기적 격리를 제공합니다. 섹션. 쌍의 수가 매우 적으면 전기 절연이 섹션 사이의 독립적인 펌핑을 유지하기에 충분하지 않을 수 있습니다. 개별 레이저 다이오드의 저항은 대략 10 Ω 이하이므로 10 3 의 전기적 절연 Ω 이상이 바람직합니다. 또한 DBR 쌍의 수가 매우 적으면 개별 섹션이 자체 전면 또는 후면 패싯 반사율을 구별할 수 없으며 이로 인해 전면 및 후면 섹션에서 예측할 수 없는 레이저 모드가 발생할 수 있습니다(S1 및 S2 ). 중간 섹션(M 섹션)의 경우 더 적은 수의 DBR 쌍이 열등한 공진 조건과 낮은 캐비티 기교를 유발하므로 레이저가 전혀 발생하지 않습니다. 반대로 DBR 쌍의 수가 너무 많으면 중앙 섹션이 다중 모드에서 레이즈될 수 있습니다. 이러한 레이징은 RF 출력을 거의, 때로는 0으로 만듭니다.
두 섹션 장치의 제한된 FWM 범위로 인해 RF 피크 튜닝은 때때로 20~30GHz 사이에 제한되었습니다. 강력하게 결합된 2섹션 레이저는 이전에 설명한 바와 같이 주기 1 및 혼돈과 같은 복잡한 비선형 작동 모드를 많이 생성할 수도 있습니다[20]. 세 번째 섹션이 레이저 칩에 삽입되었을 때 장치의 추가 열 튜닝 효과로 인해 튜닝 범위가 향상되었습니다. 그림 6과 같이 S1의 전류가 및 S2 섹션이 고정되어 있으면 M 섹션의 선형적으로 변화하는 전류가 1.68GHz의 RF 튜닝을 추가로 증가시킬 수 있습니다. M 섹션의 얻은 피크는 강한 광학 혼합을 일으키지 않으므로 모든 주요 RF 상호 작용은 S1의 광자 사이에 있습니다. 및 S2 섹션. 피크 분리의 약간의 증가는 M 섹션의 높은 입력 전류가 있는 트레이스에서도 관찰할 수 있습니다. 다른 장치에서는 3.82 GHz의 높은 RF 증가가 기록되었습니다. 추가 M 섹션 전류로 인한 합성 RF 주파수의 추가 변경은 3섹션 레이저에서 연속 튜닝을 보다 실현 가능하게 만들 수 있습니다. 나의 비교 엠 특정 장치에서 0 및 65 mA 값은 7.52GHz의 차이를 제공합니다(Δf =I의 경우 42.81 GHz 엠 =65 mA 및 Δf =I의 경우 35.29GHz 엠 =0) 튜닝 범위에서. 일반적으로 M 섹션이 전기적으로 활성화되면 몇 GHz의 튜닝 범위가 추가될 수 있으며 전류 조합의 변화는 전체 튜닝 범위를 합산하여 상당히 증가시킬 수 있습니다. 이 현상은 개별 장치의 열-파장 의존성이 동일하지 않기 때문일 수 있습니다. 불평등은 국부적 도핑 변화, 절단되지 않은 FIB 영역(누설 유발) 및 방출 파장의 비선형 전류 의존성과 같은 요인으로 인한 것입니다. 대부분의 경우 RF 피크 주파수는 세 번째 섹션이 활성화될 때 증가하는 경향이 있습니다.
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2개의 측면 섹션이 있는 3섹션 레이저의 광학 스펙트럼(S1 및 S2 ) 고정 입력으로. 중간 섹션(M)에 주입되는 전류는 0에서 70 mA로 증가합니다. 삽입은 RF의 해당 증가 주파수를 나타냅니다.
3-섹션 레이저 작업의 분석은 처음에는 복잡해 보입니다. 이 단락에서 우리는 장치가 단일 또는 이중 모드에서 작동할지 여부에 대한 근본적인 문제에 대한 관점을 제시합니다. 그림 7은 3섹션 레이저의 가장 일반적인 두 가지 작동 모드를 보여줍니다. 광학 영역의 상호 위치는 두 가지 경우가 고려되었음을 나타냅니다. 첫 번째 경우 세 번째 피크는 나머지 두 피크에서 멀리 떨어져 있습니다. 두 번째 경우, 세 번째 피크는 S1의 피크에 적극적으로 가까웠습니다. 및 S2 섹션. 그림 7a에 표시된 첫 번째 경우에서 멀리 떨어져 있는 광자(M 섹션의 피크)는 다른 두 피크(S1의 피크)와 상호 작용이 거의 없습니다. 및 S2 섹션). S1의 봉우리만 및 S2 섹션은 FWM 효과를 나타내기에 충분히 가깝습니다. 이 조건에서 3섹션 레이저는 앞서 설명한 2섹션 레이저처럼 작동하며 S1의 피크를 혼합하여 단일 RF 피크가 생성됩니다. 및 S2 섹션. M 섹션의 피크 기능은 DFB 섹션의 열파장 계수를 기반으로 RF 피크의 확장 또는 감소를 제공하는 것입니다. 도 7b에 도시된 두 번째 경우에서, 3개의 피크는 서로 가깝다. 이 경우는 더 복잡합니다. 광자 파장의 근접은 FWM 효과의 생성을 촉진하고 이 현상으로 인해 하나 이상의 차동 주파수가 생성될 수 있습니다. 따라서 S1 , S2 , 및 M 섹션은 RF 스펙트럼의 구성 요소를 제공하며 레이저는 이중 RF 모드에서 작동할 수 있습니다. 그러나 전류 주입으로 인한 피크 분리로 FWM 중 하나가 약화되면 장치는 단일 모드로 돌아갑니다.
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3단면 DFB 레이저의 작동 모드에 대한 종합 다이어그램:a 한 봉우리는 멀리 떨어져 있고 다른 두 봉우리는 서로 가깝습니다. b 세 봉우리가 모두 서로 가깝습니다.
RF 생성을 위해 3단면 레이저를 제작했습니다. 이 레이저에서 DBR의 2.5 InP/air 쌍이 섹션 사이에 배치되었습니다. 이 다중 섹션 레이저는 2 ~ 45GHz에서 조정 가능성이 높은 단일 모드 RF 신호를 제공합니다. 추가 세 번째 섹션은 이 단일 모드 작동을 위한 열 튜닝을 가능하게 하며 이중 RF 모드 작동에도 필수적입니다. 광학 스펙트럼에서 강한 FWM 현상이 관찰되었으며 RF 피크 측정을 수행하여 확인했습니다. RF 검증을 위해 전류 종속 파장 이동 모델을 적용할 수 있습니다. 제안된 3-섹션 레이저는 2-섹션 레이저의 범위에 비해 RF 튜닝 범위에서 21.3% 향상을 제공합니다. 단일 모드 작동 외에도 3개의 레이저의 파장이 서로 가까울 때 이중 모드 RF 신호도 시연되었습니다. 이중 모드 작동의 RF 주파수는 임의의 섹션에 직류를 주입하여 수정할 수 있습니다. 우리는 제안된 레이저가 미래의 마이크로파 광자 장치의 성능을 개선하고 고효율 마이크로파 광자 네트워크를 얻는 데 유용할 것이라고 믿습니다.
원고의 모든 데이터와 자료를 사용할 수 있습니다.
분산 브래그 반사기
무선 주파수
배열 도파관 격자
역진동자
분산된 피드백
집중 이온빔
광검출기
광학 스펙트럼 분석기
4파장 혼합
나노물질
초록 이 논문에서는 HF 가스 분위기에서 Se막으로 코팅된 고저항 실리콘을 나노초 펄스 레이저 삭마에 의해 높은 트래핑 광학 Se가 도핑된 블랙 실리콘 재료를 제조하는 나노미터 블랙 실리콘의 새로운 준비 공정을 제안합니다. 결과는 어닐링 전 400-2200nm 대역의 평균 흡수율이 96.81%이고 600도에서 어닐링 후 81.28%를 유지함을 나타냅니다. 한편, 신기술로 제조된 블랙 실리콘은 이중 4사분면 광검출기에 사용되며, 그 결과 역 바이어스 50V에서 평균 단위 응답성은 1060nm에서 0.528A/W, 1180nm에서 0
레이저 절단 레이저를 사용하여 재료를 자르고 가장 일반적으로 광학을 통해 고출력 레이저의 출력을 지시하여 작동하는 프로세스입니다. 레이저 절단 일반적으로 산업 생산 응용 프로그램에 사용됩니다. 그러나 소기업, 학교 및 취미 생활자가 사용하도록 줄어들고 있습니다. [레이저 광학]과 CNC(컴퓨터 수치 제어)는 직물 또는 생성된 광선을 직접 사용하는 데 익숙한 단위입니다. 재료 절단용 상업용 광학 메이저는 재료로 절단할 패턴의 CNC 또는 G 코드를 따르는 모션 시스템이 필요합니다. 중심에 있는 광선은 직물로 향하여 녹거나, 타거나,
