集成光子學(xué)的里程碑：大功率可調(diào)諧激光器開辟新天地

研究人員利用 LMA 放大器在硅光子技術(shù)上制造出了近 2 瓦的大功率可調(diào)諧激光器。這一進(jìn)展將徹底改變集成光子學(xué)，并有可能應(yīng)用于太空探索，在提高能力的同時降低衛(wèi)星成本。

當(dāng)今世界，各種系統(tǒng)的尺寸不斷縮小，集成了越來越多的小型元件，用于高速數(shù)據(jù)中心和利用緊湊型衛(wèi)星進(jìn)行太空探索等應(yīng)用。

然而，在集成光子學(xué)進(jìn)步的推動下，這種小型化和高密度集成的趨勢大大削弱了這些系統(tǒng)產(chǎn)生高信號功率的能力。傳統(tǒng)上，大功率輸出與光纖和固態(tài)平臺等大型系統(tǒng)有關(guān)，因為這些系統(tǒng)的物理尺寸大，可以存儲更多能量。

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該設(shè)備和潛在應(yīng)用

相比之下，微米級到毫米級系統(tǒng)（包括基于集成光子學(xué)的系統(tǒng)）的光能量存儲能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于較大的臺式系統(tǒng)。因此，它們的發(fā)電能力仍然受到固有的限制。

硅光子學(xué)大功率信號發(fā)生的需求

為了大規(guī)模部署高功能、可量產(chǎn)的硅光子系統(tǒng)并取代笨重的臺式系統(tǒng)，基于硅光子技術(shù)的激光器和放大器必須能產(chǎn)生與臺式系統(tǒng)相當(dāng)?shù)母吖β市盘枴?/p>

最近，由 Neetesh Singh 博士和 Franz Kärtner 教授領(lǐng)導(dǎo)的德國研究人員展示了一種輸出功率接近 2 瓦特的超高功率可調(diào)諧激光器，這要歸功于最近構(gòu)想的硅光子大模區(qū)（LMA）集成波導(dǎo)放大器。

研究人員認(rèn)為，這種設(shè)備將對光子學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生顛覆性的影響，并有可能在各個領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用集成光子學(xué)設(shè)備。

一個潛在的應(yīng)用可能是，將這種在長波長窗口工作的大功率可調(diào)諧激光器部署在小型衛(wèi)星上，（利用激光雷達(dá)等技術(shù)）探測和繪制外太空生命所必需的分子，如二氧化碳、水和氨。與傳統(tǒng)的光纖或固態(tài)系統(tǒng)相比，基于 LMA 硅光子技術(shù)的高功率可調(diào)諧激光器將使系統(tǒng)的尺寸、重量和成本減少幾個數(shù)量級，從而能夠執(zhí)行多種具有成本效益的太空任務(wù)，并大大增強以前不可能實現(xiàn)的功能。

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