Un equipo extranjero construye láseres de peine más estables y eficientes

Recientemente, la startup de tecnología láser illumtra se asoció con el Centro Alemán de Investigación de Sincrotrón de Electrones (DESY) en Hamburgo para colaborar con éxito en el desarrollo de un láser de peine que tiene un diseño más estable y eficiente.
Lo más destacado de este desarrollo es su demostración de un microresonador con reflejos sintetizados programables que proporciona retroalimentación de inyección personalizada para accionar el láser. Esta tecnología ofrece importantes ventajas sobre las cerraduras de autoinyección convencionales y puede producirse mediante técnicas de litografía estándar.
Los láseres de peine son capaces de emitir fuentes de luz en una amplia gama de colores con espaciamientos de frecuencia que van desde 100 GHz a 1 THz. La aplicación de esta tecnología es de gran valor para la transmisión de datos en los campos de las comunicaciones ópticas y la inteligencia artificial.
La ventaja de los láseres de peine es la pureza de los colores que emiten. En aplicaciones como las comunicaciones ópticas, existe la necesidad de un láser que pueda emitir múltiples colores puros de luz, y los láseres de peine satisfacen esta necesidad.
Para mejorar la pureza de los láseres de peine, el bloqueo de autoinyección se ha convertido en un método estándar en la industria. Este método utiliza un resonador de anillo para filtrar el ruido, hace que la luz se refleje desde defectos aleatorios dentro del anillo a través de la retrodispersión de Rayleigh y se inyecta nuevamente en el láser para bloquearlo.
"El problema de depender de defectos aleatorios es que pueden depender del color y la intensidad no es lo suficientemente fuerte y estable", dijo John Jost, uno de los autores del artículo y cofundador de Enlightenment. "Existen algunas limitaciones, especialmente cuando queremos devolver más luz al láser, ya que esto es fundamental para lograr un bloqueo de inyección eficaz".
El avance clave en esta investigación fue el diseño de un modo especial que permite la retrodispersión direccional de la luz dentro del anillo resonador. Este modo está optimizado específicamente para un color particular, lo que garantiza que se envíe más luz de manera eficiente al láser para bloquear la inyección.
Los láseres de peine de Illumtra tienen capacidades de fuente de luz integradas que los hacen particularmente adecuados para soluciones de E/S ópticas y arquitecturas de memoria y computación distribuida.
Para validar su eficacia, los autores realizaron diversas pruebas utilizando resonadores de nanoanillos personalizados con diferentes estructuras. Conectaron un diodo láser semiconductor a un chip fotónico con un resonador de anillo integrado. La técnica fue validada en la banda C, pero en teoría podría ser igualmente efectiva en todas las bandas de telecomunicaciones. El resonador real está construido sobre un chip fotónico integrado que utiliza tecnología de revestimiento de silicio y está integrado con un resonador de anillo de cristal fotónico de nitruro de silicio.
Jost dijo: "Los circuitos fotónicos integrados utilizados en este trabajo se fabricaron en líneas de producción de nivel industrial, por lo que la tecnología está lista para la producción a gran escala". Señaló además: "Esta capacidad de controlar con precisión la dispersión de la luz abre una gama completamente nueva de posibilidades para diseños más avanzados, lo que nos permitirá personalizar el espectro del láser de peine para satisfacer las necesidades del mundo real, lo que permitirá una flexibilidad sin precedentes".
El láser se puede utilizar en combinación perfecta con una amplia gama de circuitos integrados fotónicos, como para construir unidades de E/S ópticas rápidas o conjuntos de puertas ópticas programables en campo. La tecnología tendrá un impacto significativo en las aplicaciones con uso intensivo de datos, como en el campo de la inteligencia artificial generativa, y también proporcionará un fuerte impulso para el desarrollo de nuevas arquitecturas informáticas y de memoria.