Η ξένη ομάδα κατασκευάζει πιο σταθερά, αποτελεσματικά λέιζερ χτενίσματος

Πρόσφατα, η startup τεχνολογίας λέιζερ illumtra συνεργάστηκε με το Γερμανικό Ερευνητικό Κέντρο για το Ηλεκτρονικό Σύγχροτρο (DESY) στο Αμβούργο για να συνεργαστεί επιτυχώς για την ανάπτυξη ενός λέιζερ χτενίσματος που είναι πιο σταθερό και αποτελεσματικό στο σχεδιασμό.
Το αποκορύφωμα αυτής της εξέλιξης είναι η επίδειξη ενός μικροσυντονιστή με προγραμματιζόμενες συνθετικές αντανακλάσεις που παρέχει προσαρμοσμένη ανάδραση έγχυσης για την οδήγηση του λέιζερ. Αυτή η τεχνολογία προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις συμβατικές κλειδαριές αυτοέγχυσης και μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές λιθογραφίας.
Τα λέιζερ χτενίσματος είναι ικανά να εκπέμπουν πηγές φωτός σε μεγάλη γκάμα χρωμάτων με αποστάσεις συχνοτήτων που κυμαίνονται από 100 GHz έως 1 THz. Η εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας έχει μεγάλη αξία για τη μετάδοση δεδομένων στους τομείς των οπτικών επικοινωνιών και της τεχνητής νοημοσύνης.
Το πλεονέκτημα των comb laser είναι η καθαρότητα των χρωμάτων που εκπέμπουν. Σε εφαρμογές όπως οι οπτικές επικοινωνίες, υπάρχει ανάγκη για ένα λέιζερ που μπορεί να εκπέμπει πολλαπλά καθαρά χρώματα φωτός και τα λέιζερ χτενίσματος καλύπτουν αυτήν την ανάγκη.
Για να βελτιωθεί η καθαρότητα των λέιζερ χτενίσματος, το κλείδωμα αυτοέγχυσης έχει γίνει μια τυπική μέθοδος στη βιομηχανία. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιεί ένα αντηχείο δακτυλίου για να φιλτράρει τον θόρυβο, αναγκάζει το φως να ανακλάται πίσω από τυχαία ελαττώματα μέσα στον δακτύλιο μέσω της οπισθοσκέδασης Rayleigh και εγχέεται πίσω στο λέιζερ για κλείδωμα.
«Το πρόβλημα με το να βασίζεσαι σε τυχαία ελαττώματα είναι ότι μπορεί να εξαρτώνται από το χρώμα και η ένταση δεν είναι αρκετά ισχυρή και σταθερή», είπε ο John Jost, ένας από τους συγγραφείς της εφημερίδας και συνιδρυτής του Enlightenment, «Υπάρχουν ορισμένοι περιορισμοί, ειδικά όταν θέλουμε να επαναφέρουμε περισσότερο φως στο λέιζερ, καθώς αυτό είναι κρίσιμο για να επιτύχουμε αποτελεσματικό κλείδωμα έγχυσης».
Η σημαντική ανακάλυψη σε αυτή την έρευνα ήταν ο σχεδιασμός ενός ειδικού τρόπου λειτουργίας που επιτρέπει την κατευθυντική οπισθοσκέδαση του φωτός εντός του αντηχείου δακτυλίου. Αυτή η λειτουργία είναι βελτιστοποιημένη ειδικά για ένα συγκεκριμένο χρώμα, διασφαλίζοντας ότι περισσότερο φως αποστέλλεται αποτελεσματικά στο λέιζερ για κλείδωμα έγχυσης.
Τα λέιζερ χτενίσματος της Illumtra έχουν ενσωματωμένες δυνατότητες πηγής φωτός που τα καθιστούν ιδιαίτερα κατάλληλα για λύσεις οπτικών εισόδων/εξόδων και αρχιτεκτονικές κατανεμημένων υπολογιστών και μνήμης.
Για να επικυρώσουν την αποτελεσματικότητά του, οι συγγραφείς πραγματοποίησαν μια ποικιλία δοκιμών χρησιμοποιώντας προσαρμοσμένους συντονιστές νανο-δακτυλίου με διαφορετικές δομές. Έδεσαν μια δίοδο λέιζερ ημιαγωγών σε ένα φωτονικό τσιπ με ενσωματωμένο αντηχείο δακτυλίου. Η τεχνική επικυρώθηκε στη ζώνη C, αλλά θεωρητικά θα μπορούσε να είναι εξίσου αποτελεσματική σε όλες τις ζώνες τηλεπικοινωνιών. Το πραγματικό αντηχείο είναι χτισμένο σε ένα ενσωματωμένο φωτονικό τσιπ που χρησιμοποιεί τεχνολογία επένδυσης πυριτίου και είναι ενσωματωμένο με αντηχείο δακτυλίου φωτονικών κρυστάλλων από νιτρίδιο πυριτίου.
Ο Jost είπε, «Τα φωτονικά ολοκληρωμένα κυκλώματα που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτήν την εργασία κατασκευάστηκαν σε γραμμές παραγωγής βιομηχανικής ποιότητας, επομένως η τεχνολογία είναι έτοιμη για παραγωγή μεγάλης κλίμακας». Σημείωσε περαιτέρω, «Αυτή η ικανότητα ακριβούς ελέγχου της σκέδασης φωτός ανοίγει μια εντελώς νέα σειρά δυνατοτήτων για πιο προηγμένα σχέδια, τα οποία θα μας επιτρέψουν να προσαρμόσουμε το φάσμα λέιζερ χτενίσματος για να καλύψει τις πραγματικές ανάγκες, επιτρέποντας πρωτοφανή ευελιξία».
Το λέιζερ μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε τέλειο συνδυασμό με ένα ευρύ φάσμα φωτονικών ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, όπως για την κατασκευή γρήγορων οπτικών μονάδων I/O ή συστοιχιών πύλης με δυνατότητα προγραμματισμού οπτικού πεδίου. Η τεχνολογία θα έχει σημαντικό αντίκτυπο σε εφαρμογές έντασης δεδομένων, όπως στον τομέα της παραγωγικής τεχνητής νοημοσύνης, και θα δώσει επίσης μια ισχυρή ώθηση για την ανάπτυξη νέων αρχιτεκτονικών υπολογιστών και μνήμης.