Neseniai Kolumbijos universiteto (JAV) mokslininkai, kurdami LiDAR technologiją, netikėtai atrado naują metodą, galintį generuoti daugiaspalvius lazerius viename luste. Ši naujovė žada padaryti revoliuciją duomenų centruose ir komunikacijose, teikdama greitesnius, švaresnius ir efektyvesnius šviesos šaltinius.
Prieš kelerius metus Michalo Lipsono laboratorijos tyrimų grupė daugiausia dėmesio skyrė didelio našumo{0}}lustų, galinčių generuoti stipresnius spindulius, kūrimui, ieškant LiDAR patobulinimų. Buvęs doktorantūros mokslų daktaras Andresas Gil{2}}Molina paaiškino: „Nuolat didindami lusto išėjimo galią pastebėjome, kad jis generuoja vadinamąsias „dažnio šukas“.“ Dažnio šukos yra unikalus spindulys, sudarytas iš daugybės skirtingų spalvų (šviesos dažnių), išdėstytų griežtu, vienodu atstumu nutolusiu modeliu, panašiu į lietaus stulpelio struktūrą. Spektre kiekviena spalva atrodo kaip atskiras, ryškus „dantis“, atskirtas tamsiomis sritimis, leidžiantis vienu metu perduoti kelis duomenų srautus,{5}}kiekvienas dantis veikia kaip nepriklausomas duomenų kanalas.
Anksčiau norint sukurti galingas dažnio šukas, reikėjo didelių ir brangių lazerių ir stiprintuvų. Naujausi tyrimai rodo, kad tą patį poveikį dabar galima pasiekti naudojant mikroschemą. Kolumbijos universiteto Elektros inžinerijos ir taikomosios fizikos katedros vadovaujantis tyrėjas profesorius Lipsonas teigė: „Duomenų centrai turi didžiulę galingų, efektyvių šviesos šaltinių, apimančių daugybę bangos ilgių, paklausą. Mūsų technologija paverčia vieną galingą lazerį į daugybę aukštos kokybės -kokybiškų signalų kanalų, o vienas lustas gali pakeisti vieną lustą. sistemos greitis ir energijos vartojimo efektyvumas“.
Lipsonas pridūrė: "Mūsų misija buvo silicio fotonikos tobulinimas. Šiai technologijai vis labiau integruojantis į pagrindinę infrastruktūrą ir kasdienį gyvenimą, tokie laimėjimai yra labai svarbūs siekiant užtikrinti efektyvią duomenų centro veiklą."
Proveržis kilo dėl paprasto klausimo: kokio galingo lazerio galime tilpti į lustą? Komanda pasirinko daugiamodius lazerinius diodus, plačiai naudojamus medicinos prietaisuose ir pjovimui lazeriu. Nors šie lazeriai skleidžia didžiulę šviesos energiją, jų pluošto būsena yra labai „sutvarkyta“, todėl jie netinkami tiksliam naudojimui. Siekdami išspręsti šią problemą, mokslininkai pristatė „užrakinimo mechanizmą“, kuris panaudoja silicio fotoniką, kad išgrynintų pluoštą, todėl jis tampa švaresnis ir stabilesnis -reiškinys, moksliškai žinomas kaip „didelė darna“. .
Vėliau įsigaliojo lusto netiesinės optinės savybės, suskaidydamos vieną didelio{0}}intensyvumo lazerį į dešimtis vienodu atstumu išdėstytų spalvų. Taip sukurtas efektyvus, kompaktiškas dažnio šukų šviesos šaltinis, suderinantis pramoninių lazerių intensyvumą ir tikslų stabilumą, reikalingą aukščiausios klasės-ryšiams ir jutimui.
Sparčiai augant tokioms sritims kaip dirbtinis intelektas, vidinis informacijos perdavimas duomenų centruose tampa vis aktualesnis. Nors šviesolaidinis pluoštas dabar plačiai naudojamas duomenims perduoti, vis dar vyrauja vienos bangos ilgio lazeriai. Kelių-kanalų lygiagretaus perdavimo galimybė, kurią įgalina dažnių šukos, leidžia vienu metu apdoroti daugybę duomenų srautų viename skaiduloje, o tai žymiai padidina perdavimo efektyvumą ir greitį. Tai suteikia naujo impulso didelės spartos{5}}tinklams ir modernioms kompiuterinėms sistemoms. Ši naujovė ne tik žada padidinti duomenų centrų miniatiūrizavimą ir efektyvumą, bet ir randa pritaikymo nešiojamuose spektrometruose, optiniuose laikrodžiuose, kvantiniuose įrenginiuose ir pažangiose LiDAR sistemose.
Tyrėjų komanda teigė: „Šia technologija siekiama pritaikyti laboratorinius -aukšto našumo-šviesos šaltinius praktiškuose įrenginiuose. Jei ji yra pakankamai galinga, efektyvi ir kompaktiška, ji gali būti pritaikyta praktiškai bet kokiu atveju“.
