Project

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Low-cost in-line telecom channel generator and frequency comb source

English title Low-cost in-line telecom channel generator and frequency comb source
Applicant Brasch Victor
Number 173775
Funding scheme Bridge - Proof of Concept
Research institution
Institution of higher education Swiss Center for Electronics and Microtech. - CSEM
Main discipline Other disciplines of Physics
Start/End 01.04.2017 - 31.03.2018
Approved amount 129'710.00
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All Disciplines (2)

Discipline
Other disciplines of Physics
Microelectronics. Optoelectronics

Keywords (5)

Laser; Fiber optics; Optical resonators; Optical data communication; Frequency comb

Lay Summary (German)

Lead
Laser haben in den letzten fünf Jahrzehnten viele Technologien vorrangebracht und damit weite Bereiche der Gesellschaft beeinflusst. Beispiele dafür sind die Datenspeicherung und Datenübertragung. Angefangen von der CD hin zu den Fasernetzwerken, die das Rückrad des heutigen Internets bilden und inzwischen vielfach bis zum Endkunden in die Wohnung gelegt werden. Aktuelle Entwicklungen hin zu höheren Datenraten und mehr Sensorik stellen weiter wachsende Anforderungen an die Lasertechnologie. In unserem SNF Projekt zielen wir darauf ab, den kommenden Herausforderungen mit kleinen, passiven optischen Resonatoren von hoher Güte zu begegnen. Integriert mit aktiven Laserkomponenten ermöglichen diese Resonatoren die Erzeugung von Frequenzkämmen.
Lay summary

In unserer Arbeit haben wir das Verständnis der Inline-Faserresonatoren beträchtlich weiterentwickelt. Mit verschiedenen Methoden konnten wir die Resonatoren sehr genau vermessen und ihre Eigenschaften anpassen. Darauf aufbauend wurde die Herstellung dieser Resonatoren optimiert, um Resonatoren mit besseren Eigenschaften herzustellen. Außerdem wurden verschiedene Einsatzgebiete für die Resonatoren getestet. Es zeigte sich, dass die Resonatoren als sehr stabile Referenz für Lasersysteme dienen können. Aufbauend auf dieser Eigenschaft ist ein Nachfolgeprojekt mit einem Industriepartner zu Stande gekommen. Der Einsatz als nichtlineares Element zur Erzeugung von Frequenzkämmen ist ebenfalls weiterhin von großer Bedeutung, wenn auch die Integration mit den benötigten aktiven Laserbauteilen einige Herausforderungen mit sich bringt.

Direct link to Lay Summary Last update: 10.04.2019

Responsible applicant and co-applicants

Employees

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Steve Lecomte, Tobias Herr Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Research Infrastructure

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Photonics West 2018 Talk given at a conference Temporal cavity solitons in synchronously driven Fabry-Perot microresonators (Invited Paper) 27.01.2018 San Francisco, United States of America Brasch Victor;


Abstract

Within our proposed development we will optimize the fabrication of the fiber microresonator design developed at CSEM for commercial use and develop an in-line optical channel generator and frequency comb source based on this microresonator technology. This development will be a direct application of the scientific results on dissipative Kerr solitons obtained during the PhD thesis of the applicant. It will be based on dissipative Kerr solitons to generate the ultrafast pulse train with a repetition rate of 10 to 25 GHz required for the channel generator. Thanks to the in-line, optical fiber-based design of the microresonator, we can pursue an all-fiber approach. This gives us a significant competitive advantage over other microresonator and laser platforms as we fully benefit from the mature fiber optics technology. This allows for a product which is compact, cost-efficient and robust and which can be easily integrated into existing instruments and infrastructure. The targeted ultrafast OEM channel generator and frequency comb source has various applications as it represents a broad frequency comb with a large line spacing due to the high repetition rate. Our main target markets for this source are optical data transmission and optical sensing. Both markets are growing and would benefit substantially from the proposed in-line frequency comb source. We also target the sensor market with the MVP of our efforts, which is the fiber-coupled and temperature stabilized microresonator itself. This packaged microresonator will be developed within the first step of this Bridge proposal. In a second step we will work on the active part of the channel generator. For this we will first investigate different pump laser technologies and then work on their integration in order to build the full in-line channel generator as a frequency comb and pulsed light source. We expect that we will have a well developed MVP and a proof of concept demonstrator of the channel generator by the end of the project.
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