Pasukan Asing Membina Laser Sikat Yang Lebih Stabil dan Cekap

Baru-baru ini, pemula teknologi laser illumtra bekerjasama dengan Pusat Penyelidikan Jerman untuk Penyelaras Elektron (DESY) di Hamburg untuk berjaya bekerjasama dalam pembangunan laser sikat yang lebih stabil dan cekap dalam reka bentuk.
Kemuncak perkembangan ini ialah demonstrasi mikroresonator mereka dengan pantulan tersintesis boleh atur cara yang menyediakan maklum balas suntikan tersuai untuk memacu laser. Teknologi ini menawarkan kelebihan ketara berbanding kunci suntikan diri konvensional dan boleh dihasilkan menggunakan teknik litografi standard.
Laser sikat mampu memancarkan sumber cahaya dalam pelbagai warna dengan jarak frekuensi antara 100 GHz hingga 1 THz. Aplikasi teknologi ini sangat bernilai untuk penghantaran data dalam bidang komunikasi optik dan kecerdasan buatan.
Kelebihan laser sikat adalah ketulenan warna yang dipancarkan. Dalam aplikasi seperti komunikasi optik, terdapat keperluan untuk laser yang boleh mengeluarkan berbilang warna tulen cahaya, dan laser sikat memenuhi keperluan ini.
Untuk meningkatkan ketulenan laser sikat, penguncian suntikan sendiri telah menjadi kaedah standard dalam industri. Kaedah ini menggunakan resonator gelang untuk menapis bunyi, menyebabkan cahaya dipantulkan kembali daripada kecacatan rawak dalam gelang melalui penyerakan belakang Rayleigh, dan disuntik semula ke dalam laser untuk mengunci.
"Masalah dengan bergantung pada kecacatan rawak ialah ia boleh bergantung kepada warna dan keamatannya tidak cukup kuat dan stabil, " kata John Jost, salah seorang pengarang kertas dan pengasas bersama Enlightenment, "Terdapat beberapa batasan, terutamanya apabila kita mahu meletakkan lebih banyak cahaya semula ke dalam laser, kerana ini penting untuk mencapai penguncian suntikan yang berkesan."
Penemuan utama dalam penyelidikan ini adalah reka bentuk mod khas yang membolehkan penyerakan cahaya berarah ke belakang dalam resonator cincin. Mod ini dioptimumkan khusus untuk warna tertentu, memastikan lebih banyak cahaya dihantar kembali ke laser dengan cekap untuk mengunci suntikan.
Laser sikat Illumtra telah menyepadukan keupayaan sumber cahaya yang menjadikannya sangat sesuai untuk penyelesaian I/O optikal dan seni bina pengkomputeran dan memori teragih.
Untuk mengesahkan keberkesanannya, penulis melakukan pelbagai ujian menggunakan resonator cincin nano tersuai dengan struktur berbeza. Mereka melabuhkan diod laser semikonduktor ke cip fotonik dengan resonator cincin bersepadu. Teknik ini telah disahkan dalam jalur-C, tetapi secara teorinya boleh menjadi sama berkesan dalam semua jalur telekomunikasi. Resonator sebenar dibina di atas cip fotonik bersepadu menggunakan teknologi pelapisan silikon dan dibenamkan dengan resonator cincin kristal fotonik nitrida silikon.
Jost berkata, "Litar bersepadu fotonik yang digunakan dalam kerja ini telah direka pada barisan pengeluaran gred industri, jadi teknologi sedia untuk pengeluaran berskala besar." Beliau seterusnya menyatakan, "Keupayaan untuk mengawal serakan cahaya dengan tepat ini membuka pelbagai kemungkinan baharu untuk reka bentuk yang lebih maju, yang akan membolehkan kami menyesuaikan spektrum laser sikat untuk memenuhi keperluan dunia sebenar, membolehkan fleksibiliti yang tidak pernah berlaku sebelum ini."
Laser boleh digunakan dalam kombinasi sempurna dengan pelbagai litar bersepadu fotonik, seperti untuk membina unit I/O optik pantas atau tatasusunan get boleh diprogramkan medan optik. Teknologi ini akan memberi impak yang ketara ke atas aplikasi intensif data, seperti dalam bidang kecerdasan buatan generatif, dan juga akan memberikan dorongan kuat untuk pembangunan pengkomputeran dan seni bina ingatan baharu.