期刊俱乐部 2024 | 田边光子结构小组

期刊俱乐部

按年份（4-12月）划分

2024 财政年度。

演示文稿 :

量子波动会抖动耗散克尔孤子的脉冲序列，以及一些应用受到影响。在本文中，基于 AlGaAs 的微型使用谐振器产生暗脉冲，并测量其量子退相干。还测量了量子退相干。就场相干性而言，暗脉冲优于亮孤子。并清楚地表明（对于具体数字，抖动的频谱密度是暗脉冲比相同条件下产生的亮孤子低 13 分贝）。.本研究基于耗散它为性车孤子的性能评估提供了重要依据。

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在电信波段工作的掺铒离子锂电池酸（LN）微腔激光器最近受到了广泛关注。然而在转换效率和激光阈值方面仍有很大的改进空间。在这里，紫色外线光刻、氩离子蚀刻、化学机械抛光使用流程。和基于铒-镱共掺杂 LN 薄膜。多雌雄同体Sukkavity 制造。铒镱共晶体通过使用管道在 980 nm 波段的光泵下制造的微涡旋增益系数提高了鳞片中激光辐射的超低阈值（约 1 μW）和高转换效率（1.8 × 10^-3%）观察结果这项研究提高了 LN 薄膜激光器的性能有效期为参考资料。

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本文首次在 WGM 微型光学谐振器中实验演示了单向泵浦的双向拉曼孤子梳。本文建立了一个考虑到拉曼增益双向性的理论模型，并找到了在反常色散机制下产生的前向和后向传播拉曼sech²形孤子的解析解，该拉曼sech²形孤子使用的是在正常色散机制下驱动的泵浦。此外，还描述了拉曼孤子的稳定性，因为它包括损失和来自 CW 波的拉曼放大（在两个方向上都相等），以及色散效应和克尔效应之间的平衡。

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本文介绍了具有正常色散的集成 Si3N4 微腔中的激光自注入装置。利用该术语生成的静电子微蜂窝已经得到证实。这是一种传统的分布式微束这与基于反常色散的 DKS 微蜂窝生成技术形成鲜明对比，后者需要基因重组。罗奇在本文中，商用 DFB 激光器与 Si3N4 芯片耦合，只需调节激光器电流即可。并表明可以通过自喷同步直接产生各种静子状态。通过自注入同步激光通常会锁定在一个不稳定的失谐点上，从而产生稳定的质子。下面就是一个例子。Platicon 微型通信的光学光谱宽度比 DKS 微型通信窄。的能量转换效率高，也可用于可见光波长范围。这项研究通过使用自注入同步技术简化了静电子微蜂窝的生成过程、它为在 CMOS 兼容平台上实现更大程度的集成铺平了道路。

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稳定太赫兹频率的强超短脉冲串（飞秒到皮秒）。要研究和测量光与物质的相互作用以及进行超快通信，就必须产生这种光。成为。坚实。在电泵浦激光器中，产生短脉冲的主要方法是被动模式锁定。然而，在太赫兹范围内尚未实现无源模式同步。这是该项目多年来的长期目标之一。

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本研究展示了一种结合窄线宽和光隔离的全片上激光系统。通过将自注入同步（SIL）和隔离结合在单个 CMOS 兼容芯片上，使用高 Q 值 SiN 微环谐振器来实现低 Q 值片上激光器，生产出了一种即使在高功率下也能提供强反馈的设备。该系统可为集成式 DFB 激光器提供 14 dB 的无源隔离，同时将频率噪声降低 25-35 dB，并且运行可靠。

Nat. 15, 7614 (2024).
Markus Ludwig, Furkan Ayhan, Tobias M. Schmidt, Thibault Wildi, Thibault Voumard, Roman Blum, Zhichao Ye, Fuchuan Lei, François Wildi, Francesco PepeMahmoud A. Gaafar、Ewelina Obrzud、Davide Grassani、Olivia Hefti、Sylvain Karlen、Steve Lecomte、François Moreau、Bruno Chazelas、Rico SottileVictor Torres Company、Victor Brasch、Luis G. Villanueva、François Bouchy 和 Tobias Herr

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空间探索中的光谱测量需要精确的频率校准，而光学频率梳因其特性有望用作频率基准。然而，在紫外波段使用频率梳进行频率校准一直很困难，因为当波长接近短波长侧时，材料色散的正常色散通常会变得更强。在这项研究中，通过设计铌酸锂（LN）的周期性结构，有效地产生了四次谐波，从而演示了从以 193 THz 为中心的 EO 梳状波段延伸到 800 THz 左右的紫外梳状波段的产生。此外，使用 SiN 微腔的微梳也证明了类似的谐波产生。除了本研究的成果之外，进一步降低噪声和提高光谱一致性将能从电信波段的泵浦光中获得可见光和紫外光之间无间隙的连续光谱，并将显示出实现紫外精密光谱的新方法的潜力。

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本文利用克尔微型计算机实时显示视频图像。提出了一个处理单元。拟议的图像处理器的处理能力为每秒 17 太比特。它配备了视频信号处理系统，可同时处理约 400 000 个视频信号。它还能检测图像边缘。可同时执行 34 种不同的图像处理功能，如输出、边缘增强和运动模糊。该系统可用作视频图像处理器以射频光子滤波器为基础。它一直是。在这项研究中，使用了一个孤子晶体微蜂窝。这种微梳通过生成 95 个波长，为大规模并行处理奠定了基础，每个波长通道可它的运行速度为 64 千兆波特（像素/秒）。未来的应用包括机器人视觉和机器学习。

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本文介绍了利用诱导布里渊散射（SBS）的微波光子学。拟议的滤波器是一个带有泵浦光和探测光边条的单激光器。从单个激光器分离出的泵浦和探测光束侧边条。滤波器是通过干扰传输 QAM 信号并确认抑制干扰信号的效果。此外，还传输了 QAM 信号并确认了抑制干扰信号的效果。这该滤波器的工作功率低至 13 dBm，而且不需要复杂的系统配置，因此很有可能在未来得到应用。光子滤波器的设计预计将对未来的光子滤波器设计产生重大影响。

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利用 LED 光源和空间光调制器构建了空间系统中的非相干光神经网络加速器，用光实现矩阵乘积计算，并同时用电路实现神经网络的多路复用，包括激活函数的实现。以 500 kHz 的运行速度进行了原理验证演示，在 MNIST 分类问题上实现了约 921 TP3T 的高正确响应率。它还具有出色的低功耗特性，可与商用 GPU 相媲美。未来有望实现加速、扩展和集成。

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本研究展示了一种利用单色泵双模微腔产生 50 GHz 双模微蜂窝的新方法。该方法在实现微型化和集成化方面具有巨大潜力，并适用于其他材料平台。本研究同时进行了数值模拟和实验测量：通过利用 TE10 模式的热效应，TE00 模式的孤子存在范围从 1.7 MHz 增加到 740 MHz。这简化了使用压电频率扫描和慢速温度控制的孤子激发程序。此外，通过光谱分析和射频节拍音符测量，验证了由相互相干的孤子（主微蜂窝）和非相干的孤子（混沌微蜂窝）组成的双微蜂窝。此外，本研究提出的方法可作为研究克尔微蜂窝产生过程中微腔模式相互作用机制的动力。

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使用变形微谐振器（如椭圆形微盘）是一种微型众所周知，它是小腔激光器自由空间发射的一种解决方案。然而...谐振器在变形时会降低 Q 值，从而减弱输出。它导致 ...解决这一问题的方法是使用变形微腔结构。可以使用高效增益介质来补偿对力强度的负面影响。在这项研究中采用优异的激光晶体材料 Nd:YAG 作为激光增益介质，其轨道长度半径为 15 μm偏心率为 0.15 米的椭圆形微盘激光器已制造成功。泵浦光为 808 nm。通过使用激光，可以实现 1.7% 的斜率效率和 58 µW 的最大输出功率，这在自由空气中是惊人的。层间激光振荡已经实现。这项研究推动了变形微腔激光器的应用发展。它有助于

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本实验室在这项研究中，直接在硅上生长的量子点激光器被用于外部共振。能够实现仪器同步（ECL）的自注入锁定（SIL）激光器的相干性。新型量子点激光器是一种可扩展、低成本的金属片激光器。这种高性能量子点激光器是一种可扩展、低成本的片状激光器。

它为生物外延集成提供了一个平台。此外，量子点激光器还能在带有低 Q 值外部谐振器的 ECL 下，洛伦兹线宽为 16 Hz，具有无公害特性。与传统的量子阱（QW）激光器相比，它能将频率噪声再提高一个数量级。下表显示了调查的结果。

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最初，利用微腔产生孤子会受到非线性效应的分散平衡影响。是必要的。在这项研究中，作为一种新的替代方法，光谱滤波我们通过实验和计算研究了通过涂柏油产生孤子的问题。研究结果用这种方法产生的孤子比用色散法产生的孤子具有更高的光谱间隔。能量不受脉冲持续时间的限制。现在可以清楚地看到这一发现具有前所未有的耗散孤子和频率共振的特征。预计它将带来新的方法，用于生成

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随着无线技术的发展，雷达高度计与 5G 网络之间的干扰，例如严重的无线电干扰令人担忧。移动收发报机随着时间的推移具有不同的比率。高延迟是传统数字信号处理中的一个瓶颈，因为信号是在一个较低的延迟时间内混合的。片上系统（system-on-chip）不仅是一个芯片上的系统，也是一个系统上的芯片。在本文中，我们提出了一种片上系统提出了一种光子处理器。该处理器能以 15 pi 的速度处理模拟域信号。它的处理延迟小于 1 毫秒，大大快于电子电路的处理速度。此外，其处理速度也比电子电路快得多。基于 FPGA 的紧凑型电子外设与基于 FPGA 的传感器相辅相成，提供实时分离和加权功能。该处理器作为便携式设备具有实用性。实验证明在雷达测高和移动通信这两种情况下，传输误差抑制和信任。这表明信噪比得以保持。

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本文提出并演示了一种使用硅微环谐振器（MRR）的对称光交叉棒阵列，以利用光子集成电路（PIC）提高深度学习中矩阵运算的效率。为了克服传统光加速器非对称结构造成的不平衡插入损耗问题，本研究制造了一种对称结构的光加速器，并提高了其性能。所提出的 4 × 4 MRR 交叉棒阵列在虹膜花分类任务中达到了 93.31 TP3T 的精度，在使用误差反向传播方法训练神经网络后，精度保持在 91.11 TP3T。此外，使用 9×9 MRR 交叉条阵的卷积运算在手写数字识别任务中表现出了很高的性能，取得了优异的成绩。

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悄悄话画廊模式(WGM)微天体共振容器是目前最灵敏的生化传感器。1这是一个、可以检测到单个分子。这些设备走出实验室的主要障碍是光通过锥形光纤进入这些设备。分粘合。这使得锥体变得脆弱、它们受到机械振动的影响，需要精确定位。在这项研究中，光通过自由空间耦合注入环形结构、可以观察到散射光，因此无需使用光纤。数字微镜装置(DMD)和组合、结合远距离物镜，注入光线并观察散射光、和成像。有了这种方法自由空间中间接耦合的电磁感应磁导率。(EIT)和法诺公司可以观察到圆环。通过这一点、这样就能提高传感灵敏度。有效耦合面积大(数值孔径=0.14直径 in~10 µm)由无需精确定位。该系统和花朵 (锁频悄声共振器）。多种方法相结合、通过温度传感实验验证了传感性能。在调节输入功率时。花朵通过跟踪和热非线性光学效应。这项研究WGM微型劳埃德谐振器的实施可扩展到实际应用中。我们认为这是基础。

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本研究考虑了二氧化硅微光谐振器中的玻色子峰。理论拉曼诱导的耗散光标孤子自频移，从进行了研究。结果是玻色子峰明显增加了孤子的自频偏移，并且在某些脉冲持续时间内，比洛伦兹响应引起的偏移要大。也做出了重大贡献。由此重建的拉曼冲击时间也相对较长。结果表明，脉冲宽度也与脉冲宽度有关。此外，还表明背景中的连续波干扰孤子，导致孤子自频偏移。研究还表明，它可以减少...这项理论和模拟工作的结果是以前在硅基光标孤子微蜂窝中进行的实验。这些价值观与......

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在本文中、Yb3+/Er3+共同添加的二氧化硅微球的自发释放能力增强。毕业于...(ASE)光源激发。对调谐激光器进行了研究。ASE灯光的使用在宽带调谐过程中的微腔耦合条款。避免案件的同步协调、促进了带有微腔的可调谐激光器的实际应用。以下是研究结果摘要。Yb3+/Er3+在共掺杂二氧化硅微球中，中心波长1μm起来ASE由于光源对偏振不敏感，因此大约需要1595 纳米起来产生了稳定的单模激光器。对于激光模式的全光调制，磁控管铜薄膜是通过溅射法镀上的。微球的加热控制和激光模式的线性调谐均可实现、铜膜从微球的茎部入射。ASE光吸收实际揭晓。调音范围190 千兆赫达到。

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超连续 (SC)光源是一种宽带相干白脉冲光源。单个光源可覆盖很宽的波长范围，可用于进行光谱分析和华侨城(的人 "这样的人该系统可用于以下目的。到目前为止，还无法SC光源的产生一般需要使用石头使用英国纤维，以及2400 纳米覆盖波长超过尽管他们做不到。近年来，纳米结构实现了分级指数 (GRIN)提出了一种实现光纤的方法，并且现在，光纤可以用非线性度大、传输带宽宽的材料制成。这项研究由国家信息和通信技术研究所（NICT）进行。本研究中的碲。GRIN创建多模光纤和，790~2900 纳米起来SC该系统成功生成了这样做的结果是SC低能耗光源它为波长扩展到红外线铺平了道路。

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铌酸锂(LN)(2)《中华人民共和国民法通则》。该模式可被强烈限制在纳米级波导中，并且同时，二阶非线性较大，分散控制容易，而且出色的功能，如利用周期性结构进行相位匹配的可能性。该平台是由另一方面，在小范围走频条件下演示频率梳时这是一个尚未探索的问题。本文LN利用薄膜色散控制实现宽带。产生中心波长为1560 纳米和780 纳米演示在在该演示中，每个波段都是80n米，12 纳米带宽。这一结果为产生二次孤子铺平了道路。

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随机比特发生器可用于信息安全、密码学和其他领域。在随机建模和模拟中非常重要。目前，随机比特生成涉及使用速度和可扩展性都是挑战。在这项研究中，我们开发了一种基于单个微波谐振器，100 Tbit/用于 s 级超快随机比特生成的大规模并行方案。提案。微振谐振器的调制不稳定性（MI）。使用 chaos.com同时提供数百个无偏差的独立随机比特流可以生成在概念验证实验中2 Tbit/，只有七条梳理线。事实证明，随机比特流的生成速度可以超过 s该比特率基于可以通过增加使用的通信线路数量来轻松改进。.本研究采用的方法是开发一种安全通信和高性能计算的新方法。芯片级随机偏置，速度和可扩展性极佳该系统实现了生成

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它能产生自锁定拉曼单孤子和调整 OPO 和诱导拉曼散射之间的相对阈值功率。由对频率梳的不同频谱动态进行了描述。通过拉曼散射光子实现宽射频线宽（320 千赫坪寸2可以生成包络拉曼梳状、在某些条件下同时实现了拉曼单孤子的自发和确定性生成，并该孤子是一个自锁的单孤子。这个自锁的单孤子是、生成时没有外部锁定机制和它维持了两个多小时。还有在微腔中产生 SBS 需要合适的 FSR。与之不同的是，里氏孤子是拉曼孤子没有这种限制。以不同的重复率产生孤子的可能性。这项研究由首个产生单个自锁拉曼孤子的实验。...

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展示了集成芯片级 OFD（光分频）和极高分辨率的低噪音。
实现了毫米波的产生。具有大模式体积的平面波导底座。的线圈谐振器
通过使用波导耦合微型谐振器，确保了相位稳定性。孤立活体
分频是利用微型计算机从光频到毫米波频率进行的。产生的的 100 千兆赫信号
在相位噪声方面，之前报道的基于氮化硅的微波和相比之下低两个数量级以上
偏移频率为 10 kHz 时，噪音水平为 -114 dBc/Hz。........
毫米波综合发电是通信、雷达和传感系统的模糊化。伊克苏鲁，然后
该装置是一种未来可用于半导体激光器和放大的技术。光电探测仪器
与集群进行异构整合的可能性预计会有广泛的应用。

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利用氮化硅（SiN）和氦氖产生的 Kerr 孤子它集成了硅（Si）调制器、色散补偿器和接收器。演示了单模光纤上的波分复用通信。在 20 千米长的 SMF 上实现了 1.68 Tbit/。除了能达到 1.5 秒的传输速度外，40 千米 SMF 的色散补偿也是商用收发器的 1/1。成功降至 6。未来，10 Tbit/.数据传输速率也有可能超过 1.5 秒。它有望提高数据中心互联的效率。