Power efficient nonlinear signal processing with Silicon nano-waveguides

使用硅纳米波导进行高能效非线性信号处理

基本信息

项目摘要

The project work was started 01.01.2016 (IHP Zimmermann, Gajda, contract ends 31.12.2017) and 01.05.2016 (TUB Petermann, Liebig/Ronniger, contract ends 30.04.2018), respectively. The first goal of the initial project was to investigate silicon nano-waveguide technology with waveguide p-i-n diodes to achieve real continuous wave (CW) parametric gain by waveguide-optimization as well as the fabrication of more complex waveguide structures. The second goal was to investigate possible applications in the field of optical signal regeneration. However, over the course of the project it became clear that the potential of p-i-n waveguide technology for optical nonlinear signal processing is far bigger than we had expected in the first place. Throughout our work, we realized that not only parametric gain in silicon would be important to investigate. We also perceived the chance to use a dual-polarization loop scheme to achieve polarization independent four-wave-mixing. Furthermore, we fabricated waveguide structures including ring resonators with p-i-n junctions to improve four-wave-mixing efficiency at reduced pump power. In view of the plethora of results so far and considering the enabling character of our technology, we would like to request an extension of the project until 30th of April 2020 to properly cover the original as well as additional topics. The extension of the project will focus on(A) Achievement of parametric gain using the multi-stage-pumping scheme as suggested in the initial project description.(B) Extension of the polarization diversity loop scheme to signal regeneration(C) Study of high conversion efficiency phenomena in low-loss ring resonators at low pump powers.
项目工作分别于2016年1月1日(IHP Zimmermann,Gajda,合同于2017年12月31日结束)和2016年5月1日(TUB Petermann,Liebig/Ronniger,合同于2018年4月30日结束)开始。最初项目的第一个目标是研究硅纳米波导技术与波导p-i-n二极管,以实现真实的连续波(CW)参数增益波导优化以及更复杂的波导结构的制造。第二个目标是研究在光信号再生领域的可能应用。然而,在项目的过程中,很明显,p-i-n波导技术在光学非线性信号处理方面的潜力远远大于我们最初的预期。在整个工作过程中,我们意识到不仅硅中的参数增益对研究很重要。我们也看到了使用双偏振环方案来实现偏振无关的四波混频的机会。此外,我们制作的波导结构,包括环谐振器与p-i-n结,以提高四波混频效率,在降低泵浦功率。鉴于到目前为止的大量结果,并考虑到我们技术的使能特性,我们希望将该项目延长至2020年4月30日,以适当涵盖原始主题和其他主题。该项目的扩展将重点关注(A)使用初始项目描述中建议的多级泵送方案实现参数增益。(B)极化分集环路方案在信号再生中的推广(C)低损耗环形谐振器在低泵浦功率下的高转换效率现象研究。

项目成果

期刊论文数量(5)
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专利数量(0)
Dual-polarization wavelength conversion of 16-QAM signals in a single silicon waveguide with a lateral p-i-n diode [Invited]
  • DOI:
    10.1364/prj.6.000b23
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    7.6
  • 作者:
    Francesco Da Ros;A. Gajda;E. Liebig;E. Silva;A. Peczek;P. Girouard;A. Mai;K. Petermann;L. Zimmermann;M. Galili;L. Oxenløwe
  • 通讯作者:
    Francesco Da Ros;A. Gajda;E. Liebig;E. Silva;A. Peczek;P. Girouard;A. Mai;K. Petermann;L. Zimmermann;M. Galili;L. Oxenløwe
Optical Phase Conjugation in a Silicon Waveguide With Lateral p-i-n Diode for Nonlinearity Compensation
  • DOI:
    10.1109/jlt.2018.2873684
  • 发表时间:
    2019-01-15
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Da Ros, Francesco;Gajda, Andrzej;Galili, Michael
  • 通讯作者:
    Galili, Michael
Performance Evaluation of a Silicon Waveguide for Phase Regeneration of a QPSK Signal
  • DOI:
    10.1109/jlt.2017.2664979
  • 发表时间:
    2017-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    E. Liebig;I. Sackey;T. Richter;A. Gajda;A. Peczek;L. Zimmermann;K. Petermann;C. Schubert
  • 通讯作者:
    E. Liebig;I. Sackey;T. Richter;A. Gajda;A. Peczek;L. Zimmermann;K. Petermann;C. Schubert
1.024 Tb/s wavelength conversion in a silicon waveguide with reverse-biased p-i-n junction.
具有反向偏置 p-i-n 结的硅波导中的 1 024 Tb/s 波长转换
  • DOI:
    10.1364/oe.25.021229
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    I. Sackey
  • 通讯作者:
    I. Sackey
Investigation of Inter-Modal Four Wave Mixing in p-i-n Diode Assisted SOI Waveguides
p-i-n 二极管辅助 SOI 波导中模间四波混频的研究
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Professor Dr. Klaus Petermann, Ph.D.其他文献

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知道了