วิศวกรได้สร้างเลเซอร์แบบบูรณาการสำหรับเครือข่ายการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพและราคาถูก

ทีมวิศวกรที่นำโดยศาสตราจารย์สาขาวิศวกรรมไฟฟ้าและฟิสิกส์ประยุกต์ Marko Loncar

ใช้เลเซอร์ขนาดเล็กแต่ทรงพลังพร้อมการตอบสนองแบบกระจายสำหรับชิปในตัว

นักวิจัยได้รวมเลเซอร์กับโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติก 50 GHz ที่ทำจากลิเธียม niobate เพื่อสร้างเครื่องส่งสัญญาณที่ทรงพลังถึง 60 mW ในท่อนำคลื่น เลเซอร์วางอยู่ในรอยกดเล็กๆ ที่สลักไว้บนพื้นผิวของเพลตโมดูเลเตอร์

เลเซอร์ในตัวรวมกับโมดูเลเตอร์ไฟฟ้าออปติคัลลิเธียมไนโอเบต 50 GHz ที่มา: Second Bay Studios/Harvard SEAS

โครงข่ายโทรคมนาคมทางไกลการเชื่อมต่อด้วยแสงของศูนย์ข้อมูลและระบบไมโครเวฟโฟโตนิกใช้เลเซอร์เป็นพื้นฐานสำหรับการส่งข้อมูล ในกรณีส่วนใหญ่ ตามที่นักวิจัยตั้งข้อสังเกต เลเซอร์เป็นอุปกรณ์ภายนอกโมดูเลเตอร์ ระบบแบบกระจายดังกล่าวมีราคาแพงกว่าและมีความเสถียรน้อยกว่าระบบแบบบูรณาการ นอกจากนี้ยังเป็นการยากที่จะปรับขนาด

โฟโตนิกส์ฟิล์มบางแบบบูรณาการบนนักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า ลิเธียมไนโอเบตเป็นแนวทางที่ดีในการใช้ระบบออปติคัลประสิทธิภาพสูงในระดับชิป มันถูกใช้อย่างแข็งขันในการทำงานของโมดูเลเตอร์ หวีความถี่ และเครื่องแปลงความถี่ อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ยังไม่สามารถสร้างเลเซอร์บนชิปได้

“ในการศึกษานี้ เราใช้เทคนิคทั้งหมดและเทคนิคการผลิตนาโนที่ใช้ในการพัฒนาก่อนหน้านี้ในโฟโตนิกส์แบบรวมลิเธียมไนโอเบตเพื่อเอาชนะความท้าทายเหล่านี้และรวมเลเซอร์กำลังสูงเข้ากับแพลตฟอร์มฟิล์มบางลิเธียมไนโอเบต” ศาสตราจารย์ลอนชาร์กล่าว

การบูรณาการอุปกรณ์ฟิล์มบางและกำลังสูงวิศวกรระบุว่าเลเซอร์เปิดโอกาสให้สร้างเครื่องส่งสัญญาณและเครือข่ายออปติคัลที่มีประสิทธิภาพ ราคาไม่แพง และมีประสิทธิภาพสูง เทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถพัฒนาระบบโทรคมนาคมที่มีประสิทธิภาพ สเปกโตรมิเตอร์แบบครบวงจร และเครื่องแปลงความถี่ที่มีประสิทธิภาพสำหรับเครือข่ายควอนตัม

"การผสมผสานของเลเซอร์ประสิทธิภาพสูงจะช่วยลดต้นทุน ความซับซ้อน และการใช้พลังงานของระบบสื่อสารในอนาคตลงได้อย่างมาก” Amirhassan Shams-Ansari ผู้ร่วมวิจัยกล่าว "เป็นอิฐที่สามารถรวมเข้ากับระบบออปติคัลแบบหลายทิศทางที่ใหญ่ขึ้นได้ เช่น เซ็นเซอร์ ฝาปิด และเครือข่ายโทรคมนาคม"

นักวิทยาศาสตร์จะยังคงทำงานต่อไปเพื่อเพิ่มพลังของเลเซอร์และความเป็นไปได้สำหรับการใช้งานในด้านอื่นๆ

อ่านเพิ่มเติม:

มี "ดาวเคราะห์" ดวงอื่นในโลก: ช่วยชีวิตที่เพิ่งตั้งไข่ได้อย่างไร

การศึกษาใหม่หักล้างทฤษฎีการถ่ายโอนพลังงานแสง

นักวิทยาศาสตร์ได้เพิ่มซิลิคอนลงในคอมพิวเตอร์ควอนตัม: การคำนวณมีความแม่นยำมากเป็นประวัติการณ์