Melanggar Batas Daya & Kecepatan Laser

Melanggar Batas Daya & Kecepatan Laser


RINGKASAN
Para peneliti di Universitas George Washington telah mengembangkan desain baru laser pemancar permukaan rongga vertikal (VCSEL) yang menunjukkan bandwidth temporal yang merekam cepat. Hal ini dimungkinkan dengan menggabungkan beberapa rongga berpasangan melintang, yang meningkatkan umpan balik optik laser. VCSEL telah muncul sebagai pendekatan penting untuk mewujudkan interkoneksi optik yang hemat energi dan berkecepatan tinggi di pusat data dan superkomputer.

SITUASI
VCSEL adalah kelas penting dari dioda laser semikonduktor yang menyertai resonator laser monolitik yang memancarkan cahaya ke arah tegak lurus dengan permukaan chip. Kelas laser ini mendapatkan kepentingan pasar mengingat ukurannya yang ringkas dan kinerja optoelektronik yang tinggi. Sebagai laser miniatur, mereka digunakan sebagai sumber optik dalam komunikasi berkecepatan tinggi, panjang gelombang pendek, dan jaringan data optik. Lalu lintas padat dan transmisi kecepatan tinggi adalah persyaratan utama untuk aplikasi sensor pintar dalam otomotif atau komunikasi data, yang dimungkinkan oleh VCSEL yang ringkas dan berkecepatan tinggi. Namun, bandwidth 3-dB, yang dikenal sebagai batas kecepatan VCSEL, dibatasi oleh efek termal, resistansi parasit, kapasitansi, dan efek penguatan nonlinier.

SOLUSINYA
Modulasi langsung VCSEL tidak dapat melebihi sekitar 30 GHz karena efek amplifikasi optik nonlinier yang dikenal sebagai osilasi relaksasi penguatan. Penemuan ini memperkenalkan desain VCSEL novel revolusioner. Karena umpan balik di dalam laser perlu dikelola dengan hati-hati, peneliti memperkenalkan pendekatan multi-umpan balik dengan menggabungkan beberapa rongga yang digabungkan. Hal ini memungkinkan mereka untuk memperkuat umpan balik yang dikenal sebagai “cahaya lambat”, sehingga memperluas bandwidth laser temporal (kecepatan) di luar batas frekuensi osilasi relaksasi yang diketahui. Inovasi ini merupakan terobosan karena umpan balik langsung dari setiap rongga hanya perlu moderat dan dapat dikontrol secara tepat melalui rongga yang digabungkan, memungkinkan tingkat kebebasan desain yang lebih tinggi. Mengikuti skema rongga gabungan ini, bandwidth modulasi yang dihasilkan dalam kisaran 100 GHz diharapkan.

DARI PENELITI
“Di sini kami memperkenalkan pergeseran paradigma dalam desain laser. Kami menggunakan pendekatan rongga berpasangan baru untuk mengontrol umpan balik ke laser secara hati-hati dengan memperlambat penurunan sinar laser secara signifikan. Pendekatan rongga gabungan ini menambah derajat kebebasan baru untuk desain laser, dengan peluang di bidang sains dan teknologi dasar. “

– Volker Sorger, profesor teknik kelistrikan dan komputer di Universitas George Washington.

“Penemuan ini tepat waktu karena permintaan untuk layanan data berkembang pesat dan bergerak menuju jaringan komunikasi generasi berikutnya seperti 6G, tetapi juga di otomotif seperti sensor jarak atau ID wajah ponsel pintar. Selain itu, sistem rongga yang digabungkan membuka jalan bagi aplikasi yang muncul di prosesor informasi kuantum seperti mesin Ising yang koheren. “

– Dr. Hamed Dalir, penulis pendamping dan penemu teknologi

INFORMASI PUBLIKASI
Makalah, “Hexagonal Transverse Coupled Cavity VCSEL Mendefinisikan Ulang Laser Kecepatan Tinggi,” diterbitkan hari ini di jurnal Nanophotonics.


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author