技術とデータ通信の革新が現れ、データセンターなどの要求の厳しい環境でのデータの管理と転送を刷新することが約束されています。この画期的な開発は、Wavelength Division Multiplexing（WDM）の光インターコネクトに設計された連続波のOバンド量子ドット半導体コムレーザーの形でやってきました。
最近Natureに掲載された研究で、研究者たちは、量子ドット半導体コムレーザーを公開し、その驚異的な能力を披露しました。光の帯域幅が2.2 THzで、25 GHzで間隔が空けられた89本のコム波長を持つこのレーザーは、前例のない性能を示しています。また、驚異的なピークex-facet電気-光パワー変換効率が30％を超え、最大270 mWの使用可能なレーザーパワーを生成します。さらに、その安定した遠方出力は、バタフライパッケージのPMファイバーに対して驚異的な75%の結合効率を示します。
このレーザーの設計は、ゲインセクションと吸収セクションを統合した簡単な2セクションデバイスに基づいています。各レーザーのためにエピタキシャル構造を最適化することにより、研究者は、短いキャビティが輻射損失を克服するための高モード利得を持つことを確認しました。この手法により、吸収体の近くに高反射コーティングを施して片側出力レーザーとし、反対側には30反射コーティングを施しました。
データセンターの演算とスイッチング帯域に対するこの量子ドット半導体コムレーザーの影響は、莫大です。データ発生と処理の爆発的成長に伴い、データセンターは、信頼性の高い、エネルギー効率の良い、費用対効果の高い光インターコネクトを提供するための圧力を増しています。これらのコムレーザーは、並列のWDM光インターコネクトに魅力的な解決策を提供し、短距離通信やコンピューティングアプリケーションに最適です。これらのレーザーの独自の特性を活用することで、データセンターのスピード、効率、エネルギー消費を劇的に改善する可能性があります。
量子ドット半導体コムレーザーの開発は、フォトニクスと半導体技術分野における顕著な進歩の1つにすぎません。レーザーでナノ秒パルスを生成したり、科学研究でQスイッチレーザーの応用を探索したり、リチウムナイオブ酸化物波導管で三次高調波生成を実現しようとしたり、カドミウムガラスで欠陥誘発フォトクロミズムを調査したり、二重過酸化物の局所電子構造を探索したりする幅広い分野の一環です。
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