Užsienio komanda kuria stabilesnius ir efektyvesnius šukos lazerius

Neseniai lazerinių technologijų startuolis „Illumtra“ kartu su Vokietijos elektronų sinchrotrono tyrimų centru (DESY) Hamburge sėkmingai bendradarbiavo kuriant stabilesnio ir efektyvesnio dizaino šukos lazerį.
Svarbiausias šio vystymosi akcentas yra mikrorezonatoriaus su programuojamais sintezuotais atspindžiais demonstravimas, suteikiantis pritaikytą įpurškimo grįžtamąjį ryšį, kad būtų galima valdyti lazerį. Ši technologija turi didelių pranašumų, palyginti su įprastomis savaiminio įpurškimo spynomis, ir gali būti gaminama naudojant standartines litografijos technologijas.
Šukų lazeriai gali skleisti įvairių spalvų šviesos šaltinius, kurių dažnių atstumas svyruoja nuo 100 GHz iki 1 THz. Šios technologijos taikymas yra labai vertingas duomenų perdavimui optinių ryšių ir dirbtinio intelekto srityse.
Šukų lazerių privalumas – jų skleidžiamų spalvų grynumas. Tokiose programose kaip optinis ryšys reikalingas lazeris, galintis skleisti kelių grynų spalvų šviesą, o šukos lazeriai patenkina šį poreikį.
Siekiant pagerinti šukų lazerių grynumą, savaiminio įpurškimo fiksavimas tapo standartiniu pramonės metodu. Šis metodas naudoja žiedo rezonatorių, kad išfiltruotų triukšmą, šviesa atsispindi atgal nuo atsitiktinių žiedo defektų per Rayleigh atgalinę sklaidą ir įšvirkščiama atgal į lazerį, kad būtų užfiksuota.
„Problema, susijusi su atsitiktiniais defektais, yra ta, kad jie gali priklausyti nuo spalvos, o intensyvumas nėra pakankamai stiprus ir stabilus“, – sakė vienas iš straipsnio autorių ir „Enlightenment“ įkūrėjų Johnas Jostas. „Yra tam tikrų apribojimų, ypač kai norime į lazerį grąžinti daugiau šviesos, nes tai labai svarbu norint pasiekti veiksmingą injekcijos fiksavimą.
Pagrindinis šio tyrimo laimėjimas buvo specialaus režimo, leidžiančio žiedo rezonatoriuje kryptingą šviesos sklaidą atgal, sukūrimas. Šis režimas optimizuotas specialiai tam tikrai spalvai, užtikrinant, kad daugiau šviesos būtų efektyviai siunčiama atgal į lazerį injekcijos fiksavimui.
„Illumtra“ šukų lazeriuose yra integruotos šviesos šaltinio galimybės, todėl jie ypač tinka optiniams įvesties/išvesties sprendimams ir paskirstytoms skaičiavimo bei atminties architektūroms.
Siekdami patvirtinti jo veiksmingumą, autoriai atliko įvairius bandymus, naudodami pritaikytus nano žiedų rezonatorius su skirtingomis struktūromis. Jie prijungė puslaidininkinį lazerinį diodą prie fotoninio lusto su integruotu žiedo rezonatoriumi. Technika buvo patvirtinta C juostoje, tačiau teoriškai gali būti vienodai veiksminga visose telekomunikacijų juostose. Tikrasis rezonatorius yra pastatytas ant integruoto fotoninio lusto, naudojant silicio apvalkalo technologiją, ir įterptas su silicio nitrido fotoninio kristalo žiedo rezonatoriumi.
Jostas sakė: "Šiame darbe naudojamos fotoninės integrinės grandinės buvo pagamintos pramoninio lygio gamybos linijose, todėl technologija yra paruošta didelio masto gamybai." Jis taip pat pažymėjo: "Šis gebėjimas tiksliai valdyti šviesos sklaidą atveria visiškai naujas galimybes pažangesniems projektams, o tai leis mums pritaikyti šukos lazerio spektrą, kad jis atitiktų realaus pasaulio poreikius ir suteiks precedento neturintį lankstumą."
Lazeris gali būti naudojamas puikiai derinant su daugybe fotoninių integrinių grandynų, pavyzdžiui, kuriant greitus optinius įvesties/išvesties įrenginius arba optinio lauko programuojamus vartų matricas. Technologija darys didelę įtaką daug duomenų reikalaujančioms programoms, pavyzdžiui, generatyvaus dirbtinio intelekto srityje, taip pat suteiks stiprų postūmį kuriant naujas skaičiavimo ir atminties architektūras.