Sparčiai tobulėjant dirbtiniam intelektui ir didelio našumo{0}}kompiuteriams, pasaulinis duomenų srautas sparčiai auga, o tai kelia precedento neturinčius iššūkius tiek informacijos perdavimo greičiui, tiek energijos vartojimo efektyvumui duomenų centruose. Tradicinės optinio ryšio technologijos susiduria su pralaidumo kliūtimis ir energijos suvartojimo kliūtimis, todėl skubiai reikia sukurti naujos kartos didelės spartos, efektyvias ir labai integruotas optinio ryšio technologijas. Optinio dažnio šukos, galinčios vienu metu generuoti kelis fazinius -užraktus bangos ilgius lygiagrečiam duomenų perdavimui, laikomos trikdančiu šių iššūkių sprendimu. Tačiau praktiški optinio dažnio šukų šaltiniai, pasižymintys itin-plataus pralaidumo, itin-aukštos temperatūros stabilumu ir itin-ilgu eksploatavimo trukme, tebėra pagrindinis pramonės iššūkis.
Neseniai mokslininkų komanda, vadovaujama profesoriaus Cheno Simingo iš Puslaidininkių instituto, Kinijos mokslų akademijos, bendradarbiaudama su Huisi Optoelectronics, Šendženo technologijos universitetas ir Nacionaliniu informacinės optoelektronikos inovacijų centru, pasiekė didelės spartos-kvantinio taško technologijos, skirtos optinio ryšio šukų režimo{1}}užrakinimo dažniui, proveržį. Naudodama novatoriškus puslaidininkinių kvantinių taškų medžiagų derinimo metodus ir susidūrimo-impulsinio režimo{5}}schemas, komanda sėkmingai sukūrė 100 GHz kvantinio taško optinio dažnio šukų lazerį, galintį stabiliai veikti esant ekstremalioms iki 140 laipsnių temperatūrai. Šis įrenginys pasiekia perversmų darbinės temperatūros, perdavimo pajėgumų ir patikimumo srityse, todėl yra svarbus šviesos šaltinio sprendimas būsimoms Tbps{9}}lygio optinėms jungtims.
Tyrimas rodo išskirtinius visapusiškus našumo rodiklius: kambario temperatūroje (25 laipsniai) lazeris pasiekia 3 dB optinį 14,312 nm dažnių juostos plotį, galintį generuoti 26 kanalus. Kiekvienas kanalas gali perduoti 128 Gb/s PAM{8}}4 moduliuotą signalą. Įrenginys palaiko stabilų režimą,{12}}užrakinamas iki 140 laipsnių. Esant 85 laipsnių -pramoniniam-aukštos{15}}temperatūros standartui – pagrindinė našumo metrika rodo nežymų pablogėjimą, palaiko stabilų 22 kanalų veikimą, o bendras duomenų pralaidumas yra 2 816 Tb/s. Tuo pačiu metu jo energijos suvartojimas vienam perduotam bitui yra tik 0,394 pJ esant 25 laipsniams ir 0,532 pJ esant 85 laipsnių kampui. Pagreitinto senėjimo bandymai, viršijantys 1500 valandų 85 laipsnių kampu, rodo, kad vidutinis gedimo laikas (MTTF) yra 207 metai, visiškai atitinkantis griežtus komercinio naudojimo reikalavimus.
Šis darbas ne tik eksperimentiškai parodo galimybę vienu metu pasiekti itin -plačiajuostį, itin aukštą{2}}temperatūros, itin-ilgą- eksploatavimo laiką ir didelės-integracijos kvantinio taško optinio dažnio šukas viename luste, bet taip pat pateikia galingas, nebrangias{6} šviesos diegimo sistemas. naujos-kartos duomenų centrai ir dirbtinio intelekto skaičiavimo klasteriai.
