ナノフォトニクス：フォトニックチップベースの低雑音マイクロ波発振器

数多くの現代技術が、位相雑音が低くタイミング安定性に優れたマイクロ波信号に依存している。周波数コムを用いて超安定光学参照のダウンコンバージョンにより低雑音マイクロ波信号を生成するマイクロ波フォトニクスの分野において、大きな進歩が見られている。しかし、そうしたシステムは、大型の光学系や光ファイバーを用いて構築されており、サイズや消費電力のさらなる低減が困難である。今回我々は、集積フォトニクスの進歩を利用して、二点光周波数分割（two-point optical frequency division）を通した低雑音マイクロ波生成を実証することによって、この課題に取り組んだ狭線幅自己注入同期集積レーザーが小型ファブリー–ペロー共振器に対して安定化され、レーザー間の周波数ギャップが、高効率暗ソリトン周波数コムを用いて分割される。マイクロコムの安定化出力による20 GHzでのマイクロ波信号の生成が光検出され、その位相雑音は100 Hzオフセット周波数で−96 dBc Hz⁻¹であり、10 kHzオフセットでは−135 dBc Hz⁻¹に低下した。これらの値は、集積フォトニックシステムでは前例がない。全てのフォトニック部品を単一チップに異種集積できるため、高精度のナビゲーション、通信、計時システムへのフォトニクスの応用に著しい進歩がもたらされる。

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