Μια ομάδα μηχανικών με επικεφαλής τον καθηγητή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Εφαρμοσμένης Φυσικής Marko Loncar
Οι ερευνητές συνδύασαν το λέιζερ μεένας ηλεκτρο-οπτικός διαμορφωτής 50 GHz κατασκευασμένος από νιοβικό λίθιο για τη δημιουργία ενός ισχυρού πομπού έως 60 mW σε κυματοδηγούς. Τα λέιζερ τοποθετούνται σε μικρές κοιλότητες χαραγμένες στην επιφάνεια της πλάκας διαμορφωτή.
Ενσωματωμένο λέιζερ σε συνδυασμό με ηλεκτροοπτικό διαμορφωτή νιοβάτη λιθίου 50 GHz. Πηγή: Second Bay Studios/Harvard SEAS
τηλεπικοινωνιακά δίκτυα μεγάλων αποστάσεων,Οι οπτικές συνδέσεις κέντρων δεδομένων και τα φωτονικά συστήματα μικροκυμάτων χρησιμοποιούν λέιζερ ως βάση για τη μετάδοση δεδομένων. Στις περισσότερες περιπτώσεις, όπως σημειώνουν οι ερευνητές, τα λέιζερ είναι συσκευές εξωτερικές των διαμορφωτών. Ένα τέτοιο κατανεμημένο σύστημα είναι πιο ακριβό και λιγότερο σταθερό από ένα ολοκληρωμένο. Επιπλέον, είναι πιο δύσκολο να κλιμακωθεί.
Ενσωματωμένη φωτονική λεπτής μεμβράνηςΤο νιοβικό λίθιο είναι μια πολλά υποσχόμενη κατεύθυνση για την εφαρμογή οπτικών συστημάτων υψηλής απόδοσης σε κλίμακα τσιπ, σημειώνουν οι επιστήμονες. Χρησιμοποιείται ήδη ενεργά στην εργασία πολλών διαμορφωτών, χτενών συχνότητας και μετατροπέων συχνότητας. Ωστόσο, μέχρι στιγμής δεν έχει καταστεί δυνατή η δημιουργία λέιζερ σε ένα τσιπ.
«Σε αυτή τη μελέτη, εφαρμόσαμε όλες τις τεχνικές καιτεχνικές νανοκατασκευής που χρησιμοποιήθηκαν σε προηγούμενες εξελίξεις στην ολοκληρωμένη φωτονική νιοβάτη λιθίου για να ξεπεραστούν αυτές οι προκλήσεις και να ενσωματωθεί ένα λέιζερ υψηλής ισχύος σε μια πλατφόρμα λεπτής μεμβράνης νιοβικού λιθίου», λέει ο καθηγητής Lonchar.
Ενσωμάτωση συσκευών λεπτής μεμβράνης και υψηλής ισχύοςΤα λέιζερ, σύμφωνα με τους μηχανικούς, ανοίγουν τη δυνατότητα δημιουργίας ισχυρών, φθηνών και υψηλής απόδοσης πομπών και οπτικών δικτύων. Η τεχνολογία επιτρέπει την ανάπτυξη ισχυρών συστημάτων τηλεπικοινωνιών, πλήρως ενσωματωμένων φασματομέτρων και αποτελεσματικών μετατροπέων συχνότητας για κβαντικά δίκτυα.
«Ενσωμάτωση λέιζερ υψηλής απόδοσηςθα μειώσει σημαντικά το κόστος, την πολυπλοκότητα και την κατανάλωση ενέργειας των μελλοντικών συστημάτων επικοινωνίας», δήλωσε ο Amirhassan Shams-Ansari, συν-συγγραφέας της μελέτης. «Είναι ένα τούβλο που μπορεί να ενσωματωθεί σε μεγαλύτερα οπτικά συστήματα πολλαπλών κατευθύνσεων, όπως αισθητήρες, lidar και δίκτυα τηλεπικοινωνιών».
Οι επιστήμονες θα συνεχίσουν να εργάζονται για να αυξήσουν την ισχύ του λέιζερ και τις δυνατότητες εφαρμογής του σε άλλους τομείς.
Διαβάστε περισσότερα:
Υπάρχει ένας άλλος «πλανήτης» μέσα στη Γη: πώς έσωσε την εκκολαπτόμενη ζωή
Νέα μελέτη διαψεύδει τη θεωρία μεταφοράς φωτεινής ενέργειας
Οι επιστήμονες πρόσθεσαν πυρίτιο σε έναν κβαντικό υπολογιστή: οι υπολογισμοί έγιναν ρεκόρ ακριβείς