Nowy rodzaj lasera przyspieszy Internet

Nowy rodzaj lasera przyspieszy Internet

Naukowcy z Caltech, w wyniku pięcioletnich badań, opracowali nowy typ lasera, którego potencjał może doprowadzić do zwiększenia o rząd wielkości szybkości transmisji danych w sieci światłowodowej – szkielecie Internetu.

Światło jest zdolne do przenoszenia dużej ilości danych – posiada około 10 000 razy większą przepustowość niż mikrofale, które były wcześniej wykorzystywane w komunikacji na duże odległości.

Jednak, aby udało się w jak najbardziej wydajny sposób przesłać dane, widmo płynącego przez światłowód lasera musi być niezwykle czyste. Powinno posiadać, o ile to możliwe, wyłącznie jedną częstotliwość nośną. Mając to na uwadze, naukowcy postanowili opracować laser, który spełnia ten warunek.

Dzisiejsza ogólnoświatowa sieć światłowodów wciąż zasilana jest przy wykorzystaniu lasera S-DFB, który został opracowany w połowie 1970 roku. Swą długowieczność w komunikacji optycznej zawdzięcza on właśnie wysokiemu stopniowi czystości w zakresie widma częstotliwościowego. Udało się to osiągnąć, stosując pofałdowane nanostruktury na wewnętrznych ściankach światłowodu, które spełniają rolę filtru.

Chociaż stary laser S-DFB był wystarczający w komunikacji optycznej przez blisko pół wieku, wysoka czystość i spójność widma spotkała się ze stale rosnącym zapotrzebowaniem na wielką przepustowość.

S-DFB składa się z ciągłych warstw krystalicznych materiałów, zwanych półprzewodnikami III-V. Są to zazwyczaj arsenek galu i fosforek indu, które przekształcają w światło prąd płynący przez strukturę. Ponieważ półprzewodniki III-V również silnie absorbują światło, absorpcja ta prowadzi do degradacji widma. Badacze postanowili, więc poszukać nowej konstrukcji lasera.

Nowy laser wysokiej spójności, nadal przetwarza prąd w światło przy użyciu półprzewodników III-V, lecz w przeciwieństwie do starej konstrukcji, przechowuje światło na warstwie krzemu, która nie absorbuje światła. Warstwa krzemu stanowi odwzorowanie przestrzenne falistej powierzchni lasera DFB S. Powoduje to, że krzem działa jak koncentrator światła, izolując nowo wygenerowane światło od półprzewodników III-V.

Nowa konstrukcja pozwoliła osiągnąć wysoką czystość widmowa. Jego zakres jest aż o 20 razy węższy niż w przypadku lasera S-DFB. Może, więc być to niezwykle ważne odkrycie dla przyszłości komunikacji światłowodowej.

(rr)