据外媒报道，美国乔治华盛顿大学的研究人员设计了一种时间带宽破纪录的垂直腔面发射激光器。激光器是通过组合多个横向耦合腔来实现的，从而改善了激光器的光学反馈。如今，VCSEL已成为实现数据中心和超级计算机之间高能效和高速光互连的重要手段。
紧凑型激光VCSEL是一种重要的半导体激光二极管，配备有单片激光谐振器，在垂直于芯片表面的方向上发射光。这种激光器体积小巧，光电性能高，在市场上占有重要地位。作为一种小型激光器，VCSEL可以用作高速、短波长通信和光学数据网络的光源。在汽车智能传感器应用或数据通信中，实现密集、高速的数据传输是需要满足的关键要求，这可以通过紧凑、高速的VCSEL来实现。然而，VCSEL的速度限制是3dB带宽，受到热效应、寄生电阻、电容和非线性增益效应的限制。由于增益驱动振荡等非线性光学放大效应的出现，VCSEL的直接调制频率不应超过30GHz。研究人员的发明带来了一种全新的VCSEL设计。由于需要仔细管理激光器内的反馈，研究人员引入了一种多反馈方法，该方法结合了多个耦合腔，以改善对“慢光”的反馈，从而延长了激光器的时间带宽，并超过了浪涌频率的限制。这一创新是突破性的，因为来自每个腔的直接反馈只有适度的，并且可以通过耦合腔进行精确控制，从而实现更高的设计自由度。根据这种耦合腔方案，调制带宽预计在100GHz范围内。该研究人员表示：“这项发明非常及时，因为对数据服务的需求正在迅速增长，并且正在朝着6G、汽车接近传感器或智能手机人脸识别技术等下一代通信网络发展。此外，这种耦合腔系统还为量子信息处理器等新兴应用铺平了道路。”
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