مقاله شکل دهی خط به خط پالس با وضوح بالا مبتنی بر میکرورزوناتور فوتونیک سیلیکونی

چکیده

Optical pulse shaping stands as a formidable technique in ultrafast optics, radio-frequency photonics, and quantum communications. While existing systems rely on bulk optics or integrated platforms with planar waveguide sections for spatial dispersion, they face limitations in achieving finer (few- or sub-GHz) spectrum control. These methods either demand considerable space or suffer from pronounced phase errors and optical losses when assembled to achieve fine resolution. Addressing these challenges, we present a foundry-fabricated six-channel silicon photonic shaper using microresonator filter banks with inline phase control and high spectral resolution. Leveraging existing comb-based spectroscopic techniques, we devise a novel system to mitigate thermal crosstalk and enable the versatile use of our on-chip shaper. Our results demonstrate the shaper’s ability to phase-compensate six comb lines at tunable channel spacings of 3, 4, and 5 GHz. Specifically, at a 3 GHz channel spacing, we showcase the generation of arbitrary waveforms in the time domain. This scalable design and control scheme holds promise in meeting future demands for high-precision spectral shaping capabilities.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

شکل گیری پالس نوری به عنوان یک تکنیک فوق العاده در اپتیک فوق العاده سریع ، فوتونیک فرکانس رادیویی و ارتباطات کوانتومی است.در حالی که سیستم های موجود به اپتیک فله یا سیستم عامل های یکپارچه با بخش های موجبر مسطح برای پراکندگی مکانی متکی هستند ، در دستیابی به کنترل طیف ظریف (چند یا زیر GHz) با محدودیت هایی روبرو هستند.این روشها یا فضای قابل توجهی را طلب می کنند یا هنگام مونتاژ برای دستیابی به وضوح خوب از خطاهای فاز و ضررهای نوری رنج می برند.با پرداختن به این چالش ها ، ما یک شیار فوتونی سیلیکون شش کانال ساخته شده توسط ریخته گری با استفاده از بانکهای فیلتر میکروسوناتور با کنترل فاز درون خطی و وضوح طیفی بالا ارائه می دهیم.با استفاده از تکنیک های طیف سنجی مبتنی بر شانه موجود ، ما یک سیستم جدید را برای کاهش متقاطع حرارتی ابداع می کنیم و استفاده همه کاره از تراشه های روی تراشه خود را فعال می کنیم.نتایج ما نشان دهنده توانایی Shaper در جبران شش خط شانه در فاصله های قابل تنظیم کانال 3 ، 4 و 5 گیگاهرتز است.به طور خاص ، در یک فاصله کانال 3 گیگاهرتز ، ما تولید شکل موج های دلخواه را در حوزه زمان به نمایش می گذاریم.این طرح طراحی و کنترل مقیاس پذیر وعده در برآورده کردن خواسته های آینده برای قابلیت های شکل دهی با دقت بالا می دهد.