Группа исследователей под руководством профессора физики Тобиаса Киппенберга из EPFL разработала эрбиевый лазер на волноводе, встроенный в фотонный чип, который по своим характеристикам не уступает волоконным лазерам. Источником света в нем служит редкоземельный элемент эрбий.

Для достижения этой цели ученые создали оптическую полость на фотонной схеме из нитрида кремния. В эту схему имплантировали ионы эрбия для создания необходимого усиления. Также исследователи интегрировали полупроводниковый насос для возбуждения ионов эрбия, что позволило излучать свет и формировать лазерный луч.

Полученный лазерный луч отличался стабильностью, что делает его пригодным для применения в лидарах, сенсорах, гироскопах и метрологии. Испытания показали, что мощность излучаемого луча составляет 10 мВт, а коэффициент подавления боковых режимов превышает 70 дБ, что значительно превосходит показатели обычных лазерных систем.

Лазер на фотонном чипе также показал превосходную настройку длины волны более чем на 40 нанометров в C- и L-диапазонах, что особенно важно для телекоммуникаций.

Ян Лю, докторант EPFL, отметил, что использование микро-резонаторов позволило значительно увеличить оптический путь без физического увеличения устройства. Это дало возможность фильтру использовать определенные частоты света и динамически настраивать длину волны лазера. В политехнической школе считают, что миниатюризация таких лазеров облегчает их использование в телекоммуникации, медицинской диагностике и потребительской электронике.