| 德国研究团队开发出用于太空探索的基于硅光子功率放大器的高功率可调谐激光器 | |
| 日期：2025-12-29 人气：207 | |
由 Neetesh Singh 博士和 Franz Kärtner 教授领导的德国研究团队在硅光子技术上开发出了一种高功率可调谐激光器。通过使用大模场面积（LMA）集成波导放大器，该研究实现了近 2W 的输出功率。该研究发表在《Light: Science & Applications》上。 在当今世界，支持更小组件的系统正变得越来越小。这些系统包括高速数据中心和用于太空探索的小型卫星。然而，由于集成光子学实现了小型化和高密度集成，这些系统产生信号功率的能力受到严重削弱。由于大体积可实现大容量储能，传统上人们认为大功率系统应出现在光纤和固态系统等米级系统中。  集成光子学系统的产生功率能力仍然远远低于台式系统，因为在微米到毫米级的系统中，光能存储容量要小得多，比如那些基于集成光子学的系统。基于硅光子学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，才能取代笨重的台式系统，实现高功能、可批量生产的硅光子学系统的大规模部署。  图 2：高功率输出结果。资料来源：Neetesh Singh，Jan Lorenzen, Muharrem Kilinc 等人，《Sub-2W tunable laser based on silicon photonics power amplifier》，《Light: Science & Applications》（2025）。  图 3：噪声系数结果。资料来源：Neetesh Singh，Jan Lorenzen, Muharrem Kilinc 等人，《Sub-2W tunable laser based on silicon photonics power amplifier》，《Light: Science & Applications》（2025）。
图 4：光谱测量结果。资料来源：Neetesh Singh，Jan Lorenzen, Muharrem Kilinc 等人，《Sub-2W tunable laser based on silicon photonics power amplifier》，《Light: Science & Applications》（2025）。 据研究人员称，这种器件可以彻底改变光子学领域，并使集成光子学器件在各种领域得到广泛应用。一种可能的用途是在小型卫星上部署这种具有长波长窗口的高功率可调谐激光器，以探测和绘制（使用激光雷达等技术）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把系统的尺寸、重量和成本降低几个数量级。这将使一些太空任务具备以前无法实现的高度增强能力。
图 5：技术比较以及激光器和放大器的发展时间表。资料来源：Neetesh Singh，Jan Lorenzen, Muharrem Kilinc 等人，《Sub-2W tunable laser based on silicon photonics power amplifier》，《Light: Science & Applications》（2025）。 这项研究得到了 EU Horizon 2020 框架计划和德国联邦科学基金会（SP2111）计划的支持。 |
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