محققان لیزر جدیدی را با تابش حفره عمودی سطح ، اسب های کاری مرکز داده و حسگرهای نوری ابداع کردند – ScienceDaily


محققان دانشگاه جورج واشنگتن طرحی جدید برای لیزر سطحی ساطع کننده حفره عمودی (VCSEL) ایجاد کرده اند که یک باند زمانی با سرعت سریع را نشان می دهد. این امر با ترکیب چندین حفره متقاطع امکان پذیر است ، که بازخورد نوری لیزر را بهبود می بخشد. VCSEL به عنوان یک رویکرد حیاتی برای اجرای اتصالات نوری کم مصرف و با سرعت بالا در مراکز داده و ابر رایانه ها ظاهر شده است.

VCSEL یک کلاس حیاتی از دیودهای لیزر نیمه هادی است که با تشدید کننده لیزر یکپارچه همراه است و نور را در جهت عمود بر سطح تراشه منتشر می کند. این کلاس از لیزرها به دلیل اندازه جمع و جور و خصوصیات بالای الکترونیکی ، اهمیت بازار را پیدا می کنند. به عنوان لیزرهای کوچک شده ، از آنها به عنوان منبع نوری در ارتباطات با سرعت بالا و شبکه های داده نوری با سرعت بالا استفاده می شود. ترافیک سنگین و انتقال سرعت بالا از ملزومات اصلی برنامه های حسگر هوشمند در صنعت خودرو یا ارتباطات داده ای است که توسط VCSEL های جمع و جور و پرسرعت فعال می شوند. با این حال ، پهنای باند 3-dB ، معروف به محدودیت سرعت VCSEL ، توسط اثرات حرارتی ، مقاومت به انگلی ، ظرفیت خازنی و اثرات تقویت غیرخطی محدود می شود.

مدولاسیون مستقیم VCSEL به دلیل اثرات غیرخطی تقویت نوری ، معروف به نوسانات آرامش تقویت ، نمی تواند از حدود 30 گیگاهرتز فراتر رود. این اختراع یک طرح انقلابی جدید VCSEL را ارائه می دهد. از آنجا که بازخورد داخل لیزر باید به دقت مدیریت شود ، محققان یک روش بازخورد چندگانه را با ترکیب چندین حفره بهم پیوسته ارائه دادند. این به آنها اجازه می دهد تا بازخورد را که به “نور آهسته” معروف است ، تقویت کنند ، بنابراین پهنای باند زمانی (سرعت) لیزر را از حد مشخص فرکانس نوسانات آرامش افزایش می دهند. این نوآوری نوآورانه است ، زیرا بازخورد مستقیم از هر حفره فقط باید متوسط ​​باشد و می توان آن را به طور دقیق از طریق حفره های اتصال کنترل کرد ، و به این ترتیب سطح بالاتری از آزادی طراحی امکان پذیر است. به دنبال این طرح حفره همراه ، یک پهنای باند مدولاسیون به دست آمده در باند 100 گیگاهرتز انتظار می رود.

“در اینجا ما یک تغییر پارادایم را در طراحی لیزر معرفی می کنیم. ما از یک روش جدید حفره ای برای کنترل دقیق بازخورد لیزر بدست آمده با تاخیر قابل توجه نور لیزر استفاده می کنیم. این روش حفره همراه درجه جدیدی از آزادی را به طراحی لیزر اضافه می کند ، در علوم پایه و همچنین در فن آوری. “- فولکر سورگر ، دانشیار مهندسی برق و مهندسی کامپیوتر در دانشگاه جورج واشنگتن.

“این اختراع به موقع است زیرا تقاضا برای سرویس های داده به سرعت در حال رشد است و به سمت شبکه های ارتباطی نسل بعدی مانند 6G ، اما همچنین در صنعت خودرو مانند سنسور مجاورت یا شماره تلفن تلفن هوشمند حرکت می کند. علاوه بر این ، سیستم حفره متصل ، راه را برای کاربردهای ظهور در پردازنده های اطلاعات کوانتومی مانند ماشین های منسجم Ising هموار می کند. “

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه جورج واشنگتن. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.


منبع: packge-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>