Vynalezli nový rychlý a výkonný kompaktní laser

Rychlé a výkonné kompaktní lasery. Nový VCSEL pro senzory datových center nové generace. Půjčka: Volker Sorger / GWU

Vědci vynalezli nové lasery emitované povrchem vertikální dutiny, pracovní kroužky datového centra – optické senzory.

Souhrn:

Vědci z University of Washington ve Washingtonu vyvinuli nový design vertikálního laserového emisního laseru (VCSEL), který demonstruje rekordně rychlou šířku pásma. To bylo možné kombinací více příčných otvorů, což zvýšilo optickou odezvu laseru. VCSEL se ukázaly jako zásadní přístup k poskytování energeticky účinných, vysokorychlostních optických propojení v datových centrech, superpočítačích.

Situace:

VCSEL jsou zásadní třídou polovodičových laserových diod, které doprovázejí monolitický laserový rezonátor, který vyzařuje světlo kolmo k povrchu čipu. Tato třída laserů získává na trhu význam díky své kompaktní velikosti a vysokému optoelektronickému výkonu. Jako miniaturní lasery se používají jako vysokorychlostní optický zdroj v krátkovlnných komunikacích a datových optických sítích. Hustý provoz և Vysokorychlostní přenos jsou základními požadavky pro použití inteligentních senzorů v automobilových systémech nebo systémech datové komunikace, které umožňují kompaktní vysokorychlostní VCSEL. Šířka pásma 3 dB, známá jako rychlostní limit VCSEL, je však omezena tepelnými efekty, parazitním odporem a nelineárním ziskem.

Řešení:

Přímá modulace VCSEL nemůže přesáhnout asi 30 GHz kvůli nelineárním efektům optického zesílení známým jako fluktuace zeslabení zisku. Tento vynález představuje revoluční román v designu VCSEL. Vzhledem k tomu, že zpětná vazba uvnitř laseru musí být pečlivě řízena, vědci zavedli přístup s více zpětnou vazbou kombinující více spojených dutin. To jim umožnilo zesílit zpětnou vazbu, známou jako „pomalé světlo“, čímž se prodloužila časová šířka pásma laseru (rychlost) za známou hranici útlumové frekvence. Inovace je bodem obratu, protože přímá zpětná vazba z každé dutiny by měla být pouze mírná – je možné ji ovládat prostřednictvím kombinovaných dutin, což umožňuje vyšší stupeň svobody designu. Po tomto kombinovaném dutinovém obvodu se očekává, že výsledná šířka pásma gondolarying bude v pásmu 100 GHz.

Od výzkumníků:

„Zde představujeme posun paradigmatu laserového designu. K pečlivému monitorování laserové zpětné vazby získané výrazným útlumem laserového světla používáme nový přístup spojený s dutou vazbou. „Tento kombinovaný dutý přístup dodává laserovému řezání nový stupeň svobody – příležitosti v základní vědě i technologii.“

Volker Sorger, docent elektrotechniky a počítačového inženýrství, University of Washington, sv.

„Tento vynález přichází v době, kdy rychle roste poptávka po datových službách a přechází na novou generaci komunikačních sítí, jako je 6G, ale také do automobilového průmyslu jako senzor přiblížení nebo ID obličeje chytrého telefonu. „Navíc kombinovaný dutinový systém připravuje půdu pro to, aby se aplikace mohly objevit v kvantových informačních procesorech, jako jsou souhláskové stroje Ising.“

– Dr. Hamed Dalir, spoluautor článku vent Inventor of Technology

Odkaz. Elham Heydari, Hamed Dalir, Mustafa Ahmed, Volker Sor. Sorger և Ray T. Chen, „VCSEL hexagonal coupled redefines high-speed lasers“, 2020 15. října Nanofotonika,
DOI: 10,1515 / nanof-2020-0437

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naneste na krém Deep Heat

Podle Experimentální biologie 6. května 2021 Studie odhalila zvýšení aerobního výkonu u sportovců, kteří používali krém s hlubokým teplem bez lékařského předpisu. Hluboké tepelné krémy, které sportovci...

Skladování obnovitelné energie v kamenech místo lithiových baterií

V případě přebytku elektřiny z větru nebo slunce se energetická rezerva nabije. To se děje prostřednictvím systému kompresorů a turbín, které čerpají tepelnou...

Byly vyvinuty ploché nudle, které se při vaření transformují do tvaru

CMU Lab vede vývoj nudlí, které se při vaření transformují do tvaru. Fotografický kredit: Carnegie Mellon University Ploché nudle zajišťují udržitelnější balení, přepravu a...

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Newsletter

Subscribe to stay updated.