Kiinan tiedeakatemian Shanghain mikrosysteemin ja tietotekniikan instituutin johtama 22. tammikuuta Ryhmä, jota johtaa tutkija Ou Xin, yhteistyössä professori Gabriel Santamaria Botello Coloradon yliopistosta ja professori Tobias J. Kippenbergin ryhmästä Sveitsin liittovaltion instituutista teknologia Lausanne (EPFL) saavutti tärkeät edistykset elektro-optisen taajuuden kampatutkimuksen tutkimuksessa Perustuu litium-tantalaattiin eristeen (LTOI) yksikristalli ohutkalvoihin. Aiheeseen liittyvät tutkimustulokset julkaistiin Nature-lehdessä nimellä "Ultrabroadband Integrated Electro-Optic Fesect Comb litium-tantalaatissa".
Optisen taajuuden kampaustekniikkaa käytetään laajasti tarkkuuden mittauksessa, mikroaalto synteesissä ja tähtitieteellisessä spektroskopiassa. Varhaiset optiset taajuuskammajärjestelmät olivat tilaa vieviä ja kalliita. Yksi nykyisistä tutkimusrajoista on, miten tämä tekniikka voidaan toteuttaa siru -asteikolla laajempien sovellusten edistämiseksi. Mikroaaltovetoisen optisen taajuuden laajentumisen saavuttaminen kiteiden elektro-optisen vaikutuksen avulla on yksi tärkeimmistä teknisistä ratkaisuista integroiduille optisten taajuuden kammoille. Perinteisten elektro-optisten materiaalien voimakkaan kahtaistumisen ja perinteisten mikroaaltopiirien matalan energian hyödyntämistehokkuuden vuoksi integroidun elektro-optisen taajuuskambien spektrinen kaistanleveys on kuitenkin suhteellisen kapea, rajoittaen niiden käytännön sovelluksia.
Tämä tutkimus perustuu Litium Tantalate Integrated Foton -materiaaliin ja prosessitekniikkaan, jonka ovat yhdessä kehittäneet Shanghain mikrosysteemin ja tietotekniikan instituutti ja EPFL. Se hyödyntää litiuminertanaatin etuja alhaisissa kahtaistaistumisvaikutuksissa ja optimoi mikroaalto-resonanssipiirien suunnittelun saavuttaen integroidun elektro-optisen taajuuden kamman yli 450 nm: n ja yli 2000 spektrin linjan. Verrattuna perinteisiin tekniikoihin, litium-tantalaattielektro-optinen taajuuskamma vähentää laitteen koon alle 1 cm²: iin, laajentaa spektrin leveyttä neljä kertaa ja parantaa tehokkuutta 16 kertaa. Lisäksi tutkimus osoitti litium-tantalaatti-elektro-optisen taajuuskamman avainoperaation, jolla on laaja valikoima vakaa viritettävyys.
Ultra-Broadband Litium Tantalate -elektro-optinen taajuuskamma tarjoaa lupaavan alustan seuraavan sukupolven siru-asteikon monilähteen koherenttien viestintään, siru-asteikon spektroskopialle ja erittäin pienelle kohinan millimetri-aalto-synteesille, tasoittaen tietä tulevalle liittyvään tutkimukseen .