Een team van ingenieurs onder leiding van hoogleraar Elektrotechniek en Technische Natuurkunde Marko Loncar
De onderzoekers combineerden de laser meteen 50 GHz elektro-optische modulator gemaakt van lithiumniobaat om een krachtige zender tot 60 mW in golfgeleiders te creëren. De lasers worden in kleine holtes geplaatst die op het oppervlak van de modulatorplaat zijn gegraveerd.
Ingebouwde laser gecombineerd met een 50 GHz lithiumniobaat elektro-optische modulator. Bron: Second Bay Studios/Harvard SEAS
Telecommunicatienetwerken over lange afstand,optische verbindingen van datacenters en microgolffotonische systemen gebruiken lasers als basis voor datatransmissie. In de meeste gevallen, zoals de onderzoekers opmerken, zijn lasers apparaten buiten de modulatoren. Zo'n gedistribueerd systeem is duurder en minder stabiel dan een geïntegreerd systeem. Bovendien is het moeilijker op te schalen.
Geïntegreerde dunne film fotonica aanLithiumniobaat is een veelbelovende richting voor de implementatie van hoogwaardige optische systemen op chipschaal, merken de wetenschappers op. Het wordt al actief gebruikt in het werk van veel modulatoren, frequentiekammen en frequentieomvormers. Tot nu toe is het echter nog niet gelukt om een laser op een chip te maken.
“In dit onderzoek hebben we alle technieken toegepast ennanofabricagetechnieken die zijn gebruikt in eerdere ontwikkelingen in lithiumniobaat geïntegreerde fotonica om deze uitdagingen te overwinnen en een krachtige laser te integreren in een lithiumniobaat dunnefilmplatform”, zegt prof. Lonchar.
Integratie van dunnefilm-apparaten en high-powerlasers, volgens ingenieurs, opent de mogelijkheid om krachtige, goedkope en hoogwaardige zenders en optische netwerken te creëren. De technologie maakt de ontwikkeling mogelijk van krachtige telecommunicatiesystemen, volledig geïntegreerde spectrometers en efficiënte frequentieomvormers voor kwantumnetwerken.
"Integratie van hoogwaardige laserszal de kosten, complexiteit en het stroomverbruik van toekomstige communicatiesystemen aanzienlijk verminderen”, zegt Amirhassan Shams-Ansari, co-auteur van het onderzoek. "Het is een steen die kan worden geïntegreerd in grotere multidirectionele optische systemen zoals sensoren, lidars en telecommunicatienetwerken."
Wetenschappers zullen blijven werken aan het vergroten van het vermogen van de laser en de mogelijkheden voor toepassing in andere gebieden.
Lees verder:
Er is nog een "planeet" in de aarde: hoe deze het leven in de dop heeft gered
Nieuwe studie weerlegt theorie over overdracht van lichtenergie
Wetenschappers voegden silicium toe aan kwantumcomputer: berekeningen werden recordbrekend nauwkeurig