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Integrated microcomb system chip using heterogeneous integration

Projektbeschreibung

Kompaktes und effizientes System für optische Frequenzkämme

Optische Frequenzkämme (optical frequency combs, OFC) sind wichtige Instrumente für Präzisions-, Zeitmess- und Navigationsanwendungen. Mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen plant das IMCSC-Projekt die Entwicklung eines chipgroßen Systems, das die Erkennung wichtiger Hochfrequenzsignale aus optischen Frequenzkämmen vereinfacht. Die Forschenden werden zwei Werkstoffe in Betracht ziehen: Siliziumnitrid, das sich bei der Erzeugung breitbandiger Lichtkämme bewährt hat, und Dünnschicht-Lithiumniobat (thin-film lithium niobate, TFLN), das bei der Frequenzumwandlung und -modulation zum Einsatz kommt. Durch die Integration dieser Werkstoffe auf einem einzigen Chip werden die Forschenden ein energieeffizientes Breitband-Mikrokamm-System entwickeln. Zu den Projektaktivitäten gehören außerdem eine neue photonische Molekülstruktur für eine bessere Lichterzeugung, TFLN-Wellenleiter-Polung sowie ein einheitliches Chipdesign für kompakte, leistungsstarke Anwendungen mit optischen Frequenzkämmen.

Ziel

Optical frequency combs (OFC) play an essential role in precision, timing and navigation applications. Integrated photonics facilities the development of OFC-based applications towards chip-scale miniature package. Most applications require detecting the radio frequency (RF) signals of a OFC (i.e. repetition rate and carrier-envelope offset frequency). Thus, an important step towards miniaturized complex OFC systems is to integrate the OFC generation with the auxiliaries components required for detecting its RF signals onto the same chip. This project aim to develop an integrated microcomb system chip with accessible RF signals detection using heterogeneously integrated photonic platforms. Silicon nitride (SiN) platforms have shown their superiority in comb generations using microresonators (i.e. microcomb), with octave-spanning spectrum and dispersive wave emissions that enable detection of the carrier-envelope offset frequency via f-2f self-referencing process. Thin-film lithium niobate (TFLN) platforms are advantageous in second-order nonlinear frequency conversions and electro-optics modulations, the former can be applied for the f-2f process, while the latter is widely used for frequency down-converting the high-frequency repetition rate of a microcomb. Therefore, this project will explore heterogeneous integration technique to combine the SiN microcomb generator with TFLN devices for f-2f process and frequency down-conversion on a single chip. Specially, a novel photonic molecule structure will be explored for power-efficient octave-spanning microcomb generation with strong dispersive wave emission. A broadband electro-optics frequency comb will be developed for frequency down-conversion of microcomb repetition rate. Periodically poling of TFLN waveguide will be explored for frequency doubling in f-2f process. Heterogeneous integration will bring together all these components to deliver an integrated microcomb system.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

CHALMERS TEKNISKA HOGSKOLA AKTIEBOLAG
Netto-EU-Beitrag
€ 236 340,00
Adresse
-
412 96 Goteborg
Schweden
Region
Södra Sverige Västsverige Västra Götalands län
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten