L'equip estranger construeix làsers de pinta més estables i eficients

Recentment, la startup de tecnologia làser illumtra s'ha associat amb el Centre de Recerca Alemany de Sincrotró d'Electrons (DESY) a Hamburg per col·laborar amb èxit en el desenvolupament d'un làser de pinta que sigui més estable i eficient en el disseny.
El més destacat d'aquest desenvolupament és la demostració d'un microressonador amb reflexos sintetitzats programables que proporciona retroalimentació d'injecció personalitzada per conduir el làser. Aquesta tecnologia ofereix avantatges importants sobre els panys d'autoinjecció convencionals i es pot produir mitjançant tècniques de litografia estàndard.
Els làsers de pinta són capaços d'emetre fonts de llum en una àmplia gamma de colors amb espais de freqüència que van des de 100 GHz fins a 1 THz. L'aplicació d'aquesta tecnologia és de gran valor per a la transmissió de dades en els camps de les comunicacions òptiques i la intel·ligència artificial.
L'avantatge dels làsers de pinta és la puresa dels colors que emeten. En aplicacions com les comunicacions òptiques, hi ha una necessitat d'un làser que pugui emetre múltiples colors purs de llum, i els làsers de pentinat satisfan aquesta necessitat.
Per millorar la puresa dels làsers de pinta, el bloqueig d'autoinjecció s'ha convertit en un mètode estàndard a la indústria. Aquest mètode utilitza un ressonador d'anell per filtrar el soroll, fa que la llum es reflecteixi a partir de defectes aleatoris dins de l'anell mitjançant la retrodispersió de Rayleigh i s'injecta de nou al làser per bloquejar-lo.
"El problema de dependre de defectes aleatoris és que poden dependre del color i la intensitat no és prou forta i estable", va dir John Jost, un dels autors del document i cofundador de Enlightenment, "Hi ha algunes limitacions, especialment. quan volem tornar a posar més llum al làser, ja que això és fonamental per aconseguir un bloqueig efectiu de la injecció".
L'avenç clau d'aquesta investigació va ser el disseny d'un mode especial que permeti la retrodispersió direccional de la llum dins del ressonador de l'anell. Aquest mode s'ha optimitzat específicament per a un color en particular, assegurant que s'enviï més llum de manera eficient al làser per al bloqueig d'injecció.
Els làsers de pinta d'Illumtra tenen capacitats de font de llum integrades que els fan especialment adequats per a solucions d'E/S òptiques i arquitectures de memòria i computació distribuïda.
Per validar la seva eficàcia, els autors van realitzar una varietat de proves utilitzant ressonadors de nano-anells personalitzats amb diferents estructures. Van connectar un díode làser semiconductor a un xip fotònic amb un ressonador d'anell integrat. La tècnica es va validar a la banda C, però teòricament podria ser igual d'eficaç en totes les bandes de telecomunicacions. El ressonador real està construït sobre un xip fotònic integrat amb tecnologia de revestiment de silici i integrat amb un ressonador d'anell de cristall fotònic de nitrur de silici.
Jost va dir: "Els circuits integrats fotònics utilitzats en aquest treball es van fabricar en línies de producció de grau industrial, de manera que la tecnologia està preparada per a la producció a gran escala". A més, va assenyalar: "Aquesta capacitat de controlar amb precisió la dispersió de la llum obre un ventall de possibilitats completament nou per a dissenys més avançats, que ens permetran personalitzar l'espectre del làser de pinta per satisfer les necessitats del món real, permetent una flexibilitat sense precedents".
El làser es pot utilitzar en combinació perfecta amb una àmplia gamma de circuits integrats fotònics, com ara per construir unitats d'E/S òptiques ràpides o matrius de portes programables en camp òptic. La tecnologia tindrà un impacte significatiu en aplicacions intensives en dades, com en el camp de la intel·ligència artificial generativa, i també donarà un fort impuls per al desenvolupament de noves arquitectures de computació i memòria.