Powstał energooszczędny laser dla szybkich systemów komunikacji

Naukowcom ze Stanford University udało się wyprodukować miniaturowy laser, który działa szybciej oraz jest bardziej energooszczędny od obecnie dostępnych tego typu konstrukcji. Uczeni mają nadzieję, że dzięki niemu możliwe będzie znaczne przyspieszenie działania technologii przesyłu danych.

Profesor Jelena Vuckovic, która zajmuje się w Stanford University pracami związanymi z tworzeniem nowej generacji laserów w skali nano podkreśla, że "obecnie wykorzystywane do transmisji danych obwody elektryczne wymagają dużo energii, aby przesłać bit informacji i są dodatkowo, relatywnie mówiąc, wolne".

Aby to zmienić, pracowała wspólnie z grupą naukowców Jamesa Harrisa (Stanford) oraz Eugene Hallera (University of California-Berkele) nad stworzeniem odpowiedniego lasera z kryształem fotonicznym. Cel został osiągnięty, natomiast wyniki opublikowane na łamach czasopisma Nature Photonics.

Laser musi być pompowany elektrycznością, nie światłem

Vuckovic twierdzi, że inni naukowcy również pracowali nad podobnym rozwiązaniem, jednak najbardziej obiecujące lasery jakie stworzyli wymagały do pracy innego lasera, który odpowiedzialny był za przeniesienie jak największej liczby elektronów w substancji czynnej do stanu wzbudzonego (tzw. pompowanie lasera). A to, jej zdaniem, nie jest dobre rozwiązanie.

"Naprawdę potrzebujemy lasera pompowanego elektrycznością, a nie światłem" - powiedziała Vuckovic.

Niestety do tej pory wszystkie pompowane elektrycznie lasery z kryształem fotonicznym były nie tylko mało wydajne, ale również bardzo trudne w produkcji. To oczywiście przekładało się na to, że ich komercyjne wykorzystanie było zupełnie nieopłacalne. Vuckovic podkreśla jednak, że jej zespołowi udało się to zmienić. Ich laser jest bowiem nie tylko bardzo łatwy w produkcji, ale również cechuje go duża szybkość i znaczna redukcja zużycia energii.

"Stworzyliśmy optyczny nadajnik danych w skali nano - laser - który zużywa 1000 razy mniej energii i jest 10 razy szybszy od najlepszych dostępnych obecnie laserowych technologii wykorzystywanych komercyjnie" - twierdzi Vuckovic. Co więcej, przekonana jest, że jej zespół jest zdolny do dalszej poprawy tych wyników.

Warto dodać, że wspomniana szybkość oznacza, iż generowana przez nowy laser wiązka fotonów może być modulowana z prędkością do 100 miliardów razy na sekundę.

Aby zbudować system przesyłający informacje, należało nowy miniaturowy nadajnik połączyć z odbiornikiem, który przekształca dochodzące świetlne (w postaci dwójkowej: laser świeci (1), laser nie świeci (0)) na możliwe do odczytania impulsy elektryczne. Uczeni wykorzystali w tym celu włókna optyczne, które po podgrzaniu i rozciągnięciu były kilkaset razy cieńsze od ludzkiego włosa.

Co istotne, setki nadajników można "upchać" obok siebie i połączyć włóknami optycznymi, zaś powstałe w ten sposób warstwy umieścić na sobie i zbudować "optyczny" chip.

Na obecnym etapie badacze muszą sobie jeszcze poradzić z temperaturą pracy lasera, która wynosi aż - 123 stopnie Celsjusza. Vuckovic twierdzi jednak, że poprawiając proces produkcyjny możliwe jest stworzenie lasera 1000 razy bardziej energooszczędnego od obecnych i jednocześnie zdolnego do pracy w temperaturze pokojowej.

Najnowsze technologie szybkiego przesyłu danych wg Intela

Warto dodać, że szybka transmisja danych rozwijana jest obecnie przez różne firmy. Ostatnie tego typu rozwiązanie zaprezentował Intel. Mowa tu o technologii Thunderbolt, która teoretycznie umożliwia przesył informacji z szybkością do 10 Gb/s. Największy producent procesorów nie spoczął jednak na laurach i kilka tygodni temu zapowiedział kolejną technologię, która bazując na fotonice krzemowej, powinna umożliwić transmisję danych z maksymalną prędkością 50 Gb/s.