Strani tim gradi stabilnije, učinkovitije lasere s češljem

Nedavno se startup laserske tehnologije illumtra udružio s Njemačkim istraživačkim centrom za elektronski sinkrotron (DESY) u Hamburgu kako bi uspješno surađivali na razvoju češljastog lasera koji je stabilniji i učinkovitiji u dizajnu.
Vrhunac ovog razvoja je njihova demonstracija mikrorezonatora s programabilnim sintetiziranim refleksijama koji osigurava prilagođenu povratnu informaciju za ubrizgavanje za pokretanje lasera. Ova tehnologija nudi značajne prednosti u odnosu na konvencionalne brave sa samoinjektiranjem i može se proizvesti korištenjem standardnih tehnika litografije.
Češljasti laseri mogu emitirati izvore svjetlosti u širokom rasponu boja s frekvencijskim razmacima u rasponu od 100 GHz do 1 THz. Primjena ove tehnologije od velike je vrijednosti za prijenos podataka u područjima optičkih komunikacija i umjetne inteligencije.
Prednost češljastih lasera je čistoća boja koje emitiraju. U primjenama kao što su optičke komunikacije, postoji potreba za laserom koji može emitirati više čistih boja svjetlosti, a češljasti laseri zadovoljavaju tu potrebu.
Kako bi se poboljšala čistoća češljastih lasera, samoubrizgavanje je postalo standardna metoda u industriji. Ova metoda koristi prstenasti rezonator za filtriranje buke, uzrokuje refleksiju svjetlosti od nasumičnih defekata unutar prstena putem Rayleighovog povratnog raspršenja i ubrizgava se natrag u laser radi zaključavanja.
"Problem s oslanjanjem na nasumične nedostatke je taj što oni mogu ovisiti o boji, a intenzitet nije dovoljno jak i stabilan", rekao je John Jost, jedan od autora rada i suosnivač Enlightenmenta, "Postoje neka ograničenja, posebno kada želimo vratiti više svjetla u laser, jer je to ključno za postizanje učinkovitog zaključavanja ubrizgavanja."
Ključno otkriće u ovom istraživanju bio je dizajn posebnog načina koji omogućuje usmjereno povratno raspršenje svjetlosti unutar prstenastog rezonatora. Ovaj način rada optimiziran je posebno za određenu boju, osiguravajući da se više svjetla učinkovito šalje natrag u laser za zaključavanje ubrizgavanja.
Illumtrini češljasti laseri imaju integrirane mogućnosti izvora svjetlosti što ih čini posebno prikladnima za optička I/O rješenja i distribuirane računalne i memorijske arhitekture.
Kako bi potvrdili njegovu učinkovitost, autori su izveli niz testova koristeći prilagođene nano-prstenaste rezonatore s različitim strukturama. Spojili su poluvodičku lasersku diodu na fotonski čip s integriranim prstenastim rezonatorom. Tehnika je potvrđena u C-pojasu, ali bi teoretski mogla biti jednako učinkovita u svim telekom pojasima. Stvarni rezonator izgrađen je na integriranom fotonskom čipu koji koristi tehnologiju obloge od silicija i ugrađen je prstenasti fotonski kristalni rezonator od silicij nitrida.
Jost je rekao: "Fotonski integrirani krugovi korišteni u ovom radu proizvedeni su na industrijskim proizvodnim linijama, tako da je tehnologija spremna za proizvodnju velikih razmjera." Nadalje je primijetio: "Ova sposobnost precizne kontrole raspršivanja svjetlosti otvara čitav niz novih mogućnosti za naprednije dizajne, što će nam omogućiti da prilagodimo spektar laserskog češlja kako bi zadovoljio potrebe stvarnog svijeta, omogućujući neviđenu fleksibilnost."
Laser se može koristiti u savršenoj kombinaciji sa širokim rasponom fotonskih integriranih sklopova, kao što je izgradnja brzih optičkih I/O jedinica ili nizova vrata koja se mogu programirati optičkim poljem. Tehnologija će imati značajan utjecaj na podatkovno intenzivne aplikacije, kao što je na području generativne umjetne inteligencije, a također će dati snažan poticaj za razvoj novih računalnih i memorijskih arhitektura.