Strani tim izgrađuje stabilnije, efikasnije lasere sa češljem

Nedavno se laserska tehnologija illumtra udružila s njemačkim istraživačkim centrom za elektronski sinhrotron (DESY) u Hamburgu kako bi uspješno sarađivala na razvoju češljastog lasera koji je stabilniji i efikasniji u dizajnu.
Vrhunac ovog razvoja je njihova demonstracija mikrorezonatora sa programabilnim sintetiziranim refleksijama koji daje prilagođenu povratnu informaciju za pokretanje lasera. Ova tehnologija nudi značajne prednosti u odnosu na konvencionalne brave za samoubrizgavanje i može se proizvesti korištenjem standardnih tehnika litografije.
Laseri sa češljama su sposobni da emituju izvore svetlosti u širokom rasponu boja sa razmakom frekvencija od 100 GHz do 1 THz. Primena ove tehnologije je od velike vrednosti za prenos podataka u oblastima optičkih komunikacija i veštačke inteligencije.
Prednost češljastih lasera je čistoća boja koje emituju. U aplikacijama kao što su optičke komunikacije, postoji potreba za laserom koji može emitovati više čistih boja svjetlosti, a češljasti laseri zadovoljavaju ovu potrebu.
Kako bi se poboljšala čistoća češljastih lasera, samoubrizgavanje je postalo standardna metoda u industriji. Ova metoda koristi prstenasti rezonator za filtriranje šuma, uzrokuje da se svjetlost reflektira natrag od nasumičnih defekata unutar prstena kroz Rayleighovo povratno raspršivanje, te se ubrizgava natrag u laser radi zaključavanja.
"Problem s oslanjanjem na nasumične defekte je taj što oni mogu biti zavisni od boje i intenzitet nije dovoljno jak i stabilan", rekao je John Jost, jedan od autora rada i suosnivač Enlightenmenta, "Postoje neka ograničenja, posebno kada želimo da vratimo više svjetla u laser, jer je to ključno za postizanje efikasnog zaključavanja injekcije."
Ključni napredak u ovom istraživanju bio je dizajn posebnog moda koji omogućava usmjereno povratno raspršivanje svjetlosti unutar prstenastog rezonatora. Ovaj način rada je optimiziran posebno za određenu boju, osiguravajući da se više svjetlosti efikasno šalje natrag laseru za zaključavanje ubrizgavanjem.
Illumtrini češljasti laseri imaju integrisane mogućnosti izvora svetlosti što ih čini posebno pogodnim za optička I/O rešenja i distribuirane računarske i memorijske arhitekture.
Da bi potvrdili njegovu efikasnost, autori su izvršili niz testova koristeći prilagođene nano-prstenaste rezonatore sa različitim strukturama. Priključili su poluvodičku lasersku diodu na fotonski čip s integriranim prstenastim rezonatorom. Tehnika je potvrđena u C-opsegu, ali bi teoretski mogla biti jednako efikasna u svim telekom opsezima. Stvarni rezonator je izgrađen na integriranom fotonskom čipu korištenjem tehnologije silikonskog omotača i ugrađen je sa fotonskim kristalnim prstenastim rezonatorom od silicijum nitrida.
Jost je rekao: "Fotonska integrirana kola korištena u ovom radu proizvedena su na industrijskim proizvodnim linijama, tako da je tehnologija spremna za proizvodnju velikih razmjera." On je dalje napomenuo: "Ova sposobnost precizne kontrole raspršivanja svjetlosti otvara čitav niz mogućnosti za naprednije dizajne, što će nam omogućiti da prilagodimo spektar laserskog češljastog spektra kako bismo zadovoljili potrebe stvarnog svijeta, omogućavajući neviđenu fleksibilnost."
Laser se može koristiti u savršenoj kombinaciji sa širokim spektrom fotonskih integrisanih kola, kao što su za izgradnju brzih optičkih I/O jedinica ili optičkih polja programabilnih gejta. Tehnologija će imati značajan uticaj na aplikacije koje intenzivno koriste podatke, kao što je u oblasti generativne veštačke inteligencije, a takođe će pružiti snažan podsticaj razvoju novih računarskih i memorijskih arhitektura.