集成光子学的里程碑：大功率可调谐激光器开辟新天地

该设备和潜在应用

研究人员利用 LMA 放大器在硅光子技术上制造出了近 2 瓦的大功率可调谐激光器。这一进展将彻底改变集成光子学，并有可能应用于太空探索，在提高能力的同时降低卫星成本。

当今世界，各种系统的尺寸不断缩小，集成了越来越多的小型元件，用于高速数据中心和利用紧凑型卫星进行太空探索等应用。

然而，在集成光子学进步的推动下，这种小型化和高密度集成的趋势大大削弱了这些系统产生高信号功率的能力。传统上，大功率输出与光纤和固态平台等大型系统有关，因为这些系统的物理尺寸大，可以存储更多能量。

相比之下，微米级到毫米级系统(包括基于集成光子学的系统)的光能量存储能力远远低于较大的台式系统。因此，它们的发电能力仍然受到固有的限制。

硅光子学大功率信号发生的需求

为了大规模部署高功能、可量产的硅光子系统并取代笨重的台式系统，基于硅光子技术的激光器和放大器必须能产生与台式系统相当的高功率信号。

最近，由 Neetesh Singh 博士和 Franz Kärtner 教授领导的德国研究人员展示了一种输出功率接近 2 瓦特的超高功率可调谐激光器，这要归功于最近构想的硅光子大模区(LMA)集成波导放大器。

研究人员认为，这种设备将对光子学领域产生颠覆性的影响，并有可能在各个领域大规模应用集成光子学设备。

一个潜在的应用可能是，将这种在长波长窗口工作的大功率可调谐激光器部署在小型卫星上，(利用激光雷达等技术)探测和绘制外太空生命所必需的分子，如二氧化碳、水和氨。与传统的光纤或固态系统相比，基于 LMA 硅光子技术的高功率可调谐激光器将使系统的尺寸、重量和成本减少几个数量级，从而能够执行多种具有成本效益的太空任务，并大大增强以前不可能实现的功能。

审核编辑 黄宇