美國設計新型激光器VCSEL 可用于汽車傳感器

　　據(jù)外媒報道，美國喬治華盛頓大學（George Washington University）的研究人員新設計了一種垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL），具有創(chuàng)紀錄的時間帶寬。該激光器結合多個橫向耦合腔實現(xiàn)，提升了激光的光學反饋?，F(xiàn)在，VCSEL已經(jīng)成為一種重要的手段，以將數(shù)據(jù)中心和超級計算機高能效、高速實現(xiàn)光學互聯(lián)。

　　VCSEL是一種重要的半導體激光二極管，配有單片激光諧振器，以垂直于晶片表面的方向發(fā)出光線。此類激光器尺寸緊湊且具備很高的光電子性能，正在市場上占據(jù)重要地位。作為小型激光器，VCSEL可用作高速、短波長通信和光學數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的光源。在汽車智能傳感器應用或數(shù)據(jù)通信中，實現(xiàn)密集且高速的數(shù)據(jù)傳輸是需要滿足的關鍵需求，而這可以通過緊湊且高速的VCSEL實現(xiàn)。但是，VCSEL的速度限制即3-dB帶寬受到熱效應、寄生電阻、電容和非線性增益效應的限制。

　　由于增益馳援震蕩等非線性光學放大效應的出現(xiàn)， VCSEL的直接調制頻率不得超過30 GHz。此次研究人員的發(fā)明帶來了一種全新的VCSEL設計。由于激光器內部的反饋需要得到仔細管理，研究人員引入了一種結合多個耦合腔的多反饋法，能夠提升對“慢光”的反饋，從而延長了時間激光帶寬（速度），超出了馳援震蕩頻率的極限值。此次創(chuàng)新具有開創(chuàng)性，因為來自每個腔的直接反饋只是中等的，并且可以通過耦合腔精確進行控制，實現(xiàn)更高的設計自由度。根據(jù)此種耦合腔方案，調制帶寬有望在100 GHz范圍內。

　　研究人員表示：“該項發(fā)明非常及時，因為數(shù)據(jù)服務的需求正在迅速增長，而且正向6G等下一代通信網(wǎng)絡、汽車近距離傳感器或智能手機面部識別技術等發(fā)展。此外，此種耦合腔系統(tǒng)還為量子信息處理器等新興應用鋪平了道路?！?/P>