Узкополосный лазер с кольцевым резонатором

Узкополосные лазерные источники с кольцевым резонатором – «сердце» высокочувствительных оптических систем. Благодаря стабильному свету они помогают виброакустическим сенсорам фиксировать мельчайшие колебания среды, а когерентным лидарам – точно измерять движение объектов. Эти лазеры создают оптический сигнал с минимальной шириной спектра и высокой частотной стабильностью, что критично для систем, где даже незначительные искажения приводят к потере точности измерений.

Фотонно-интегральная схема (ФИС) размером 2×2 мм позволила реализовать компактный узкополосный лазер с кольцевым резонатором и мгновенной шириной линии 200 Гц в полностью интегрированной архитектуре. За счет интеграции оптических элементов в миниатюрные кольцевые структуры на чипе достигается высокая плотность, что значительно уменьшает размеры устройств по сравнению с аналогами. Эффективное взаимодействие света с кольцевой структурой позволяет достичь высокой концентрации световой энергии и снижает потери, что приводит к более низкому энергопотреблению.

Фотонно-интегральная схема снижает себестоимость сборки лазеров за счёт отказа от внешних резонаторов и юстировки оптики. Это повышает выход годных устройств. Компактные лазеры на основе ФИС обеспечивают более низкое энергопотребление, меньшие эксплуатационные расходы и повышенную стабильность частоты. В результате применения ФИС и узкополосных лазеров на их основе конечный пользователь получает снижение совокупных затрат на 20–30 %.

Разработка обладает высоким потенциалом для использования в ряде ключевых отраслей, выходящих далеко за рамки классической оптоэлектроники. Лазер может применяться в телекоммуникациях, метрологии и навигации. В телеком – это стабильные опорные источники для DWDM и синхронизации. В научных и метрологических приборах – компактный оптический генератор с высокой частотной стабильностью. ФИС открывает возможность миниатюризации сложных фотонных устройств без потери функциональности.

Форм-фактор лазера – промышленный стандарт (14-pin Butterfly), легко интегрируется в существующие высокотехнологичные оптические системы. Компактность и монолитность позволяют упростить установку и замену.

ФИС воплощает современную эстетику технологической миниатюризации: в крошечном кристалле реализована сложнейшая оптическая схема, ранее требовавшая объёмных компонентов. Минимальные габариты и интеграция всех функций на одном чипе символизируют переход к новому поколению высокотехнологичного промышленного дизайна, где форма диктуется функцией. Это задаёт новый язык промышленного дизайна компонентной фотоники – максимум точности при минимальных габаритах.

Разработка спроектирована в соответствии с международными стандартами, что обеспечивает высокий потенциал экспорта и масштабирования на глобальный рынок. По данным международных аналитиков, глобальный рынок узкополосных лазеров оценивается в 4–5 млрд USD в 2024 г. с прогнозом роста 8–12 % CAGR до 2033 г. Сегменты роста – телекоммуникации, квантовые технологии, метрология, аэрокосмическая навигация и научные исследования.