乔治·华盛顿大学 快速、强大的紧凑型激光器:面向下一代数据中心和传感器的新型垂直腔面发射激光器
学分:乔治·华盛顿大学 乔治·华盛顿大学的研究人员开发了一种新的垂直腔面发射激光器设计，它显示出创纪录的时间带宽
这可以通过组合多个横向耦合腔来实现，这增强了激光器的光反馈
垂直腔面发射激光器已经成为在数据中心和超级计算机中实现高能效和高速光互连的重要途径
垂直腔面发射激光器是半导体激光二极管的一个重要类别，它配有单片激光谐振器，在垂直于芯片表面的方向上发光
鉴于这类激光器的紧凑尺寸和高光电性能，其市场重要性日益增加
作为小型化激光器，它们被用作高速、短波长通信和光数据网络中的光源
密集的流量和高速传输是汽车或数据通信中智能传感器应用的关键要求，这是由紧凑型高速垂直腔面发射激光器实现的
然而，3dB带宽，即垂直腔面发射激光器的速度极限，受到热效应、寄生电阻、电容和非线性增益效应的限制
由于被称为增益弛豫振荡的非线性光学放大效应，垂直腔面发射激光器的直接调制不能超过约30千兆赫
本发明介绍了一种革命性的新颖垂直腔面发射激光器设计
由于激光器内部的反馈需要小心管理，研究人员通过组合多个耦合腔引入了多反馈方法
这使得他们能够加强被称为“慢光”的反馈，从而将时间激光带宽(速度)扩展到已知的弛豫振荡频率极限之外
这一创新具有突破性意义，因为每个腔体的直接反馈只需适度，并可通过耦合腔精确控制，从而实现更高的设计自由度
按照这种耦合腔方案，预期得到100千兆赫范围内的调制带宽
“这里我们介绍激光设计的一个范例转变
我们利用一种新颖的耦合腔方法，通过显著减慢激光来仔细控制对激光器的反馈
乔治华盛顿大学电子和计算机工程副教授沃尔克·索格说:“这种耦合腔方法为激光设计增加了新的自由度，在基础科学和技术方面都有机会。”
“本发明是及时的，因为对数据服务的需求正在快速增长，并向下一代通信网络(如6G)发展，但也在汽车中用作接近传感器或智能手机的面部识别
此外，耦合腔系统为量子信息处理器的新兴应用铺平了道路，如相干伊辛机器
哈米德·达利尔，该论文的合著者，该技术的发明者
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