Stable and Reduced-Linewidth Laser Through Active Cancellation of Reflections Without a Magneto-Optic Isolator
Notice bibliographique
Résumé
Integrating photonics with CMOS electronics in silicon is essential to enable chip-scale, electronic-photonic systems that will revolutionize classical and quantum communication and computing systems. However, the lack of an on-silicon isolator, capable of blocking unwanted back reflections and ensuring the stable operation of the laser, precluded many previous demonstrations from providing single-chip solutions. For most optical systems employing a laser, magneto-optic isolators have been indispensable, but such isolators are incompatible with silicon. To stabilize on-chip lasers, reflections-cancellation circuits were proposed as a way to reduce the reflections going back to the laser. Yet, a stable laser against time-varying back reflections was never demonstrated. Here we demonstrate a stable quantum well-distributed feedback (QWDFB) laser against slowly time-varying reflections using a reflections-cancellation circuit (RCC) on a foundry-produced, silicon-photonic (SiP) chip. The optical spectrum and the relative intensity noise (RIN) of the laser when the RCC was running is comparable to when an isolator was used. By accurately locking the laser in a stable optical feedback regime, the RCC further enhances the QWDFB laser performance by reducing its linewidth by a factor of 100, down to 3 kHz. Both results are enabled using novel techniques in the design, calibration, tuning, and control of the proposed SiP RCC. The optical insertion loss of the RCC is less than 1.5 dB for reflections smaller than −20 dB and can yield isolation ranges of up to 64 dB. Our device paves the way towards the mass production of fully integrated, low-cost electronic-photonic silicon chips without attaching magneto-optic isolators between the laser and the SiP chip.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».