新的全光方法驱动多个高密集的纳米激光器阵列

研究人员开发了一种新的全光方法来驱动多个高度密集的纳米激光器阵列。这种方法可以实现基于芯片的光通信链路，其处理和移动数据的速度比目前基于电子的设备快得多。 Ou{v/'9z,  
)lJao  
,gL9?Wz  
研究小组负责人、韩国大学的Myung-Ki Kim说："开发配备高密度纳米激光器的光互连将改善在互联网上移动信息的数据中心的信息处理。这可以实现超高清电影的流式传输，实现更大规模的互动式在线聚会和游戏，加速物联网的扩展，并提供大数据分析所需的快速连接。" s7oT G
!  
',GS#~  
该研究成果已经发布在Optica上，研究人员证明了密集集成的纳米激光器阵列，其中激光器之间仅有18微米的距离，可以完全用一根光纤的光来驱动和编程。 %,hV[[@.  
:ss,Hl  
Kim说："集成在芯片上的光学设备是电子集成设备的一个有前途的替代方案，电子集成设备正在努力跟上当今的数据处理需求。通过消除通常用于驱动激光器阵列的大型复杂电极，我们减少了激光器阵列的整体尺寸，同时也消除了基于电极的驱动器所带来的发热和处理延迟。" 
!QDQ_  
Y?ez9o:/#  
用光代替电极 |+`c3*PV  
-=.V '  
新的纳米激光器可用于光学集成电路系统，该系统通过光在微芯片上检测、生成、传输和处理信息。光电路使用光波导，而不是电子芯片中使用的细铜线，它允许更高的带宽，同时产生更少的热量。然而，由于光学集成电路的尺寸正迅速达到纳米级，因此需要新的方法来有效地驱动和控制其纳米级光源。 6sa"O89  
N)&4Hy  
为了发光，激光器需要在一个称为泵浦的过程中提供能量。对于纳米激光器阵列来说，这通常是通过为阵列中的每个激光器提供一对电极来完成的，这需要大量的片上空间和能源消耗，同时也会造成处理延迟。为了克服这一关键限制，研究人员用一个独特的光学驱动器取代了这些电极，该驱动器通过干涉产生可编程的光模式。这种泵浦光穿过一根光纤，纳米激光器被印在光纤上。 OgF+OS  
['%69dPh  
SZJ$w-<z  
为了证明这种方法，研究人员使用了一种高分辨率的转移打印技术来制造多个相隔18微米的光子晶体纳秒器。这些阵列被应用于直径为2微米的光学微纤维的表面。这必须以一种使纳米激光器阵列与干涉图案精确对齐的方式来完成。干涉图案也可以通过调整驱动光束的偏振和脉冲宽度进行修改。 %lg=YGLQB  
O@?kT;B  
用单根光纤驱动激光 q5>v'ZSo  
8ssJ<
LP  
实验表明，该设计允许使用通过单根光纤的光来驱动多个纳米激光器阵列。结果与数值计算相吻合，并表明印刷的纳米激光器阵列可以完全由泵浦光束干扰模式控制。 RxMH!^  
>Z1q j>  
"我们的全光激光器驱动和编程技术也可以应用于基于芯片的硅光子学系统，它可以在开发芯片到芯片或芯片上的光互连方面发挥关键作用，"Kim说。"然而，有必要证明硅波导的模式可以如何独立地被控制。如果能够做到这一点，这将是片上光互连和光集成电路进步的一个巨大飞跃。" 5=e@d:Sz  
p-+K4  
相关链接：https://phys.org/news/2022-12-all-optical-approach-chip-based-nanolasers.html