研究人員發明了新的垂直腔面發射激光器
喬治華盛頓大學(George Washington University)的研究人員開發了一種新的垂直腔面發射激光器(VCSEL)設計，這種設計具有創紀錄的快速時間帶寬。這可以通過組合多個橫向耦合腔來實現，從而增強激光器的光反饋能力。VCSEL已成為數據中心和超級計算機實現節能和高速光互連的重要方法。
VCSEL是一種重要的單腔半導體激光器，它發射垂直于芯片表面的光。這種激光器具有體積小、光電性能好等優點，在市場上的地位越來越重要。作為小型激光器，它們被用作高速、短波通信和光數據網絡中的光源.緊湊的高速VCSEL使智能傳感器在汽車和數據通信中的應用成為交通擁擠和高速傳輸的關鍵要求。然而，3dB帶寬(即VCSEL的速度限制)受到熱效應、寄生電阻、電容和非線性增益效應的限制。
由于非線性光學放大效應(稱為增益弛豫振蕩)，直接調制不能超過30 GHz。本發明介紹了革命性的新穎的VCSEL設計。由于需要仔細管理激光器內部的反饋，研究人員提出了一種將多個耦合腔組合在一起的多反饋方法。這使得它們能夠增強稱為"慢光"的反饋，從而使時間激光帶寬(速度)超過了弛豫振蕩器頻率的已知極限。創新是開創性的，因為每個腔體的直接反饋只需適度，且能被耦合腔精確控制，因此具有較高的設計自由度。根據這種耦合腔方案，可在100 GHz范圍內產生調制帶寬。
在這里，我們介紹了激光設計的范式轉變。我們采用一種新的耦合腔方法，通過大幅度降低激光器的速度，仔細控制對激光器的反饋。這種耦合腔法為激光設計增加了新的自由度，具有基本的科技機遇。"喬治華盛頓大學電氣和計算機工程副教授Volczog(VolkerSorger)。
本發明是及時的，因為對數據服務的需求正在迅速增長，并且正在向下一代通信網絡(如6/G)發展，并且還被應用于靠近傳感器或汽車智能手機的面部標識。此外，耦合腔系統為新的應用鋪平了道路。量子信息處理器，例如相干Ising機器，"HamedDalir博士補充說，他是論文的共同作者和技術發明者。
