Un team di ingegneri guidato dal professore di ingegneria elettrica e fisica applicata Marko Loncar
I ricercatori hanno combinato il laser conun modulatore elettro-ottico da 50 GHz in niobato di litio per creare un potente trasmettitore fino a 60 mW in guide d'onda. I laser sono posti in piccole depressioni incise sulla superficie della piastra del modulatore.
Laser integrato combinato con un modulatore elettro-ottico al niobato di litio da 50 GHz. Fonte: Second Bay Studios/Harvard SEAS
Reti di telecomunicazioni a lunga distanza,le connessioni ottiche del data center e i sistemi fotonici a microonde utilizzano i laser come base per la trasmissione dei dati. Nella maggior parte dei casi, come notano i ricercatori, i laser sono dispositivi esterni ai modulatori. Un tale sistema distribuito è più costoso e meno stabile di uno integrato. Inoltre, è più difficile da ridimensionare.
Fotonica a film sottile integrata attivataIl niobato di litio è una direzione promettente per l'implementazione di sistemi ottici ad alte prestazioni su scala di chip, osservano gli scienziati. È già attivamente utilizzato nel lavoro di molti modulatori, pettini di frequenza e convertitori di frequenza. Tuttavia, finora non è stato possibile creare un laser su un chip.
“In questo studio, abbiamo applicato tutte le tecniche etecniche di nanofabbricazione utilizzate nei precedenti sviluppi nella fotonica integrata con niobato di litio per superare queste sfide e integrare un laser ad alta potenza in una piattaforma a film sottile di niobato di litio", afferma il prof. Lonchar.
Integrazione di dispositivi a film sottile e ad alta potenzai laser, secondo gli ingegneri, aprono la possibilità di creare trasmettitori e reti ottiche potenti, economici e ad alte prestazioni. La tecnologia consente lo sviluppo di potenti sistemi di telecomunicazioni, spettrometri completamente integrati ed efficienti convertitori di frequenza per reti quantistiche.
"Integrazione di laser ad alte prestazioniridurrà significativamente i costi, la complessità e il consumo energetico dei futuri sistemi di comunicazione", ha affermato Amirhassan Shams-Ansari, coautore dello studio. "È un mattone che può essere integrato in sistemi ottici multidirezionali più grandi come sensori, lidar e reti di telecomunicazioni".
Gli scienziati continueranno a lavorare per aumentare la potenza del laser e le possibilità per la sua applicazione in altri settori.
Leggi di più:
C'è un altro "pianeta" all'interno della Terra: come ha salvato la vita nascente
Un nuovo studio confuta la teoria del trasferimento di energia luminosa
Gli scienziati hanno aggiunto il silicio a un computer quantistico: i calcoli sono diventati incredibilmente accurati