一種新的全光學(xué)方法來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)高密度納米激光器陣列

據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道，近日，位于韓國(guó)首爾的高麗大學(xué)（Korea University）的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新的全光學(xué)方法來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)高密度納米激光器陣列。

該方法可以使基于芯片的光通信鏈路比當(dāng)今的電子設(shè)備更快地處理和傳輸數(shù)據(jù)。

高麗大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Myung-Ki Kim表示：“數(shù)據(jù)中心用來(lái)在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施上傳遞、加速、展示、計(jì)算、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信息。

集成高密度納米激光器陣列的光學(xué)互連的發(fā)展將改善數(shù)據(jù)中心的信息處理。這可以允許超高清電影的流媒體播放，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的在線(xiàn)互動(dòng)和游戲，加速物聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展，并提供大數(shù)據(jù)分析所需的快速連接?！?/p>

Optica期刊中描述的這項(xiàng)研究表明，高密集度集成的納米激光器陣列（其中激光器之間的距離僅為18 μm）可以完全由來(lái)自單根光纖的光驅(qū)動(dòng)和編程。

“電子設(shè)備正在努力跟上當(dāng)今的數(shù)據(jù)處理需求，集成到芯片上的光學(xué)器件是電子設(shè)備的一種很有前途的替代品?！盡yung-Ki Kim說(shuō)道，“通過(guò)消除通常用于驅(qū)動(dòng)激光器陣列的大而復(fù)雜的電極，我們減小了激光器陣列的整體尺寸，同時(shí)還消除了基于電極的驅(qū)動(dòng)器帶來(lái)的熱量產(chǎn)生和處理延遲?！?/p>

為了發(fā)光，需要在稱(chēng)為泵浦的過(guò)程中為激光器提供能量。對(duì)于納米激光器陣列，這通常是通過(guò)為陣列中的每個(gè)激光器使用一對(duì)電極來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此需要大量的片上空間和能量消耗，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致處理延遲。為了解決這些問(wèn)題，韓國(guó)研究人員采用了一種獨(dú)特的光學(xué)驅(qū)動(dòng)器取代了這些電極，這種驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)干涉產(chǎn)生可編程的光模式。這種泵浦光通過(guò)光學(xué)微光纖傳輸至納米激光器。

用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)高密度納米激光器陣列的全光方法

研究人員使用高分辨率轉(zhuǎn)印技術(shù)制造了多個(gè)相距18 μm的光子晶體納米激光器。該激光器陣列被集成到2 μm直徑的光學(xué)微纖維的表面上。

這必須以納米激光器陣列與干涉圖案精確對(duì)齊的方式來(lái)完成，也可以通過(guò)調(diào)整驅(qū)動(dòng)光束的偏振和脈沖寬度來(lái)修改干涉圖案。

實(shí)驗(yàn)表明，該設(shè)計(jì)允許使用穿過(guò)單根光纖的光來(lái)驅(qū)動(dòng)多個(gè)納米激光器陣列。結(jié)果與數(shù)值計(jì)算吻合良好，表明納米激光器陣列可以完全由泵浦光束干涉圖案控制。

光干涉圖案與納米激光器陣列相互作用

“我們的全光激光器驅(qū)動(dòng)和編程技術(shù)也可以應(yīng)用于基于芯片的硅光子系統(tǒng)，這可能在芯片到芯片（chip-to-chip）或片上光互連的發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用?！盡yung-Ki Kim說(shuō)，“然而，有必要證明硅波導(dǎo)的模式是如何獨(dú)立控制的。如果能夠做到這一點(diǎn)，這將是片上光互連和光子集成電路（PIC）發(fā)展的巨大飛躍?！?/p>

審核編輯：劉清