外国チームがより安定した効率的なコムレーザーを構築

最近、レーザー技術のスタートアップであるイルムトラは、ハンブルクのドイツ電子シンクロトロン研究センター（DESY）と提携し、より安定して設計効率の高いコムレーザーの開発に成功しました。
この開発のハイライトは、レーザーを駆動するためのカスタマイズされた注入フィードバックを提供する、プログラム可能な合成反射を備えた微小共振器のデモンストレーションです。 この技術は従来の自己注入ロックに比べて大きな利点があり、標準的なリソグラフィ技術を使用して製造できます。
コムレーザーは、100 GHz ～ 1 THz の範囲の周波数間隔で幅広い色の光源を放射できます。 この技術の応用は、光通信や人工知能の分野におけるデータ伝送に大きな価値をもたらします。
コムレーザーの利点は、発する色の純度です。 光通信などのアプリケーションでは、複数の純粋な色の光を放射できるレーザーが必要であり、コムレーザーはこのニーズに応えます。
コムレーザーの純度を向上させるために、自己注入ロックが業界の標準的な方法となっています。 この方法では、リング共振器を利用してノイズを除去し、レイリー後方散乱によってリング内のランダムな欠陥から光が反射され、ロックのためにレーザーに注入されます。
「ランダムな欠陥に依存する場合の問題は、欠陥が色に依存する可能性があり、その強度が十分に強く安定していないことです」と、論文著者の一人でエンライトメント社の共同設立者のジョン・ジョスト氏は述べた。これは効果的な注入同期を達成するために重要であるため、より多くの光をレーザーに戻したい場合に使用します。」
この研究における重要な進歩は、リング共振器内で光の指向性後方散乱を可能にする特別なモードの設計でした。 このモードは特定の色に合わせて最適化されており、注入ロックのためにより多くの光が効率的にレーザーに送り返されるようになります。
Illumtra のコムレーザーには統合された光源機能があり、光 I/O ソリューションや分散コンピューティングおよびメモリ アーキテクチャに特に適しています。
その有効性を検証するために、著者らは、異なる構造を備えたカスタマイズされたナノリング共振器を使用してさまざまなテストを実行しました。 彼らは、統合されたリング共振器を備えたフォトニックチップに半導体レーザーダイオードをドッキングしました。 この技術は C バンドで検証されましたが、理論的にはすべての通信帯域で同等に効果的である可能性があります。 実際の共振器は、シリコンクラッド技術を使用した統合フォトニックチップ上に構築され、窒化シリコンフォトニック結晶リング共振器が埋め込まれています。
ジョスト氏は、「この研究で使用された光集積回路は工業グレードの生産ラインで製造されたため、この技術は大規模生産に対応できる状態にある」と述べた。 同氏はさらに、「光散乱を正確に制御できるこの機能により、より高度な設計のまったく新しい可能性が開かれ、現実世界のニーズに合わせてコムレーザーのスペクトルをカスタマイズできるようになり、前例のない柔軟性が可能になります。」と述べました。
このレーザーは、高速光 I/O ユニットや光フィールド プログラマブル ゲート アレイの構築など、幅広いフォトニック集積回路と完全に組み合わせて使用​​できます。 この技術は、生成人工知能分野などのデータ集約型アプリケーションに大きな影響を与えるとともに、新しいコンピューティングおよびメモリ アーキテクチャの開発に強力な推進力を与えるでしょう。