超出腔体热极限的光子亚毫米波信号发生

下一代通信、雷达和导航系统将扩展并利用毫米波域的更高带宽，以实现更高的通信数据速率以及更高灵敏度和更大空间分辨率的雷达。然而，实现这些优势需要能够产生低相位噪声的毫米波信号，并且保持简单紧凑的形式。快速发展的光子集成领域解决了这一挑战，为实现简化、便携且低噪声的毫米波信号发生提供了路径。我们利用这些进展，通过异构混合两个硅光子芯片激光器，这些激光器相位锁定到相同的微型法国波尔（F-P）腔体，从而演示出一种简单框架，用于产生低于 F-P 腔体热极限的低相位噪声毫米波。具体而言，我们产生 94.5 GHz 和 118.1 GHz 的毫米波信号，其相位噪声在 10 kHz 偏移处为 -117 dBc/Hz，在 40 kHz 偏移处降至 -120 dBc/Hz，为此类光子器件创纪录的低值。我们使用现有技术实现，可集成到约 10 mL 体积的平台上。我们的工作说明了低尺寸、重量和功耗（SWaP）光子来源毫米波信号在通信和探测中的显著潜力和优势。