En los últimos años, el solitario Kerr disipativo se ha convertido en una nueva fuente de luz coherente a escala de chip, que ha atraído gran atención por el enorme valor en la investigación de la física del solitón y las aplicaciones prácticas. El solitario de Kerr disipativo tiene una alta tasa de repetición. Por lo tanto, es un desafío medir los parámetros relativos, especialmente la fluctuación de la tasa de repetición.
En nuestro trabajo, descubrimos una manera de conseguirlo. Mientras tanto, un paquete robusto es necesario para aplicaciones prácticas. Nuestro protocolo proporciona un método eficaz para el empaquetado del resonador de microanillos en chip, la generación de solitones y la medición de la fluctuación de la tasa de repetición.
Para comenzar, fije el resonador de microanillos con un accesorio de chip. En una etapa de acoplamiento de seis ejes, que incluye tres etapas lineales con una resolución de 50 nanómetros y tres etapas de ángulo con una resolución de 0.003 grados, coloque una matriz de fibra de ocho canales. Utilice un láser de 1.550 nanómetros como fuente óptica para la supervisión en tiempo real de la eficiencia del acoplamiento.
Ajuste cuidadosamente la posición de la matriz de fibras. Mida la potencia de entrada y la potencia de salida mediante un medidor de potencia óptica. Mantenga la pérdida insertada en el valor mínimo, generalmente inferior a seis decibelios, correspondiente a una pérdida de acoplamiento de menos de tres decibelios por faceta.
Use un adhesivo curvo ultravioleta para pegar el resonador de microanillos y la matriz de fibra. Coloque el adhesivo en el borde lateral de la superficie de contacto para asegurarse de que no haya pegamento en la trayectoria óptica. Exponga el adhesivo curvo UV a una lámpara UV durante 150 segundos y hornee en una cámara a 120 grados centígrados durante más de una hora.
Coglutine un chip de enfriador eléctrico térmico de 10,2 milímetros por 6,05 milímetros con una potencia máxima de 3,9 vatios a la placa base de un paquete de mariposa estándar de 14 pines utilizando pegamento plateado. Sauter los dos electrodos del chip del enfriador termoeléctrico a dos pines del paquete de mariposas. Pegue una placa de tungsteno en la superficie del chip del enfriador térmico eléctrico con pegamento de plata.
Use la placa de tungsteno como disipador de calor para llenar el espacio entre el enfriador térmico eléctrico y el resonador de microanillos. Utilice un amplificador de fibra dopada con erbio para impulsar la bomba para la generación de micro peines. Controle el estado de polarización de la bomba utilizando un controlador de polarización de fibra.
Conecte todos los dispositivos utilizando fibras monomodo. Fije la longitud de onda del láser de la bomba. A 1556.3 nanómetros, ajuste manualmente la temperatura de operación a través de un controlador de enfriamiento termoeléctrico comercial externo a más de 66 grados Celsius, que es lo suficientemente alto como para mover una resonancia del resonador de microanillos a la parte superior de la placa de tungsteno con pegamento de plata, y fije la coleta de la matriz de fibra a la placa de salida del paquete de mariposa al lado rojo de la bomba.
Supervise el espectro óptico de salida con un analizador de espectro óptico. Detecte el rastro de potencia de salida con un fotodetector de tres gigahercios y grabe con un osciloscopio. Ajuste la salida del amplificador de fibra dopada con erbio a 34 milivatios de decibelios, o respondiendo a una potencia en chip de 30,5 milivatios de decibelios, lo que garantiza que haya suficiente energía acoplada al resonador de microanillos para la generación de micro peines.
Ajuste el termistor a dos kilohms correspondientes a una temperatura de funcionamiento de 66 grados centígrados, luego disminuya lentamente la temperatura de funcionamiento aumentando el valor establecido del termistor. Ajuste la polarización de la bomba por el controlador de polarización de fibra, hasta que se observe el paso de un cristal de solitario en el borde descendente de la traza de potencia de transmisión triangular. Cuando se observa un espectro óptico similar a la palma de la mano en el analizador de espectro óptico, deje de disminuir la temperatura de operación.
El valor del termistor fue de alrededor de 5,6 kilohms en estos experimentos. Conecte los cristales de solitón generados a un filtro de paso de banda sintonizable para extraer una línea de peine individual. Establezca la banda de paso del filtro de paso de banda sintonizable en 0,1 nanómetros.
Ajuste su longitud de onda central sobre la banda C y L completa, y ajuste la pendiente del filtro a 400 decibelios por nanómetro. Acopla la línea de peine seleccionada a un interferómetro Zehnder simulado asimétrico. Utilice un modulador acústico-óptico para cambiar la frecuencia óptica en un brazo del interferómetro asimétrico del emisor simulado en 200 megahercios.
El campo óptico en el otro brazo se retrasa por un segmento de fibras ópticas de dos kilómetros y 25 kilómetros. Conecte un fotodiodo para detectar la señal óptica de salida y utilice un analizador de espectro eléctrico para analizar el espectro de densidad espectral de potencia. Ajuste la longitud de onda central del filtro de paso de banda sintonizable.
Mida las densidades espectrales de potencia de cada línea de peine. Usando el mismo método, mida las curvas de densidad espectral de potencia de los cristales de solitón con una vacante. Registre el ancho de banda de tres decibelios de la curva de densidad espectral de potencia, y eso ingresará su ajuste por partes a través de un programa Python.
Esta figura muestra los trenes motrices de transmisión mientras se sintonizaba una resonancia térmica a través de la bomba. Hubo un paso de poder obvio que indicaba la generación de cristales de solitón. Aquí se muestra un cristal de solitón perfecto con 27 solitones, así como un cristal de solitón con una sola vacante.
Los cristales de solitario perfectos basados en una fibra de dos kilómetros y un retraso de 25 kilómetros se observaron con curvas de densidad espectral de potencia que tenían tapas planas, que fueron causadas por la fluctuación de frecuencia dentro del tiempo de retraso. El espectro óptico típico de cristales de solitón basado en una fibra de dos kilómetros y un retraso de 25 kilómetros se instaló por piezas con líneas lineales trazadas en azul. En resumen, un resonador de microanillo en chip se empaqueta en una celda de mariposa y se propone un método de ajuste térmico para generar cristal de solitón.
Finalmente, utilizamos el método autoheterodino retardado para lograr la medición de la fluctuación de la tasa de repetición.
