Исследователи создали эффективный более быстрый лазер.

«Лазер, который может включаться и выключаться маломощными сигналами управления при больших скоростях, является критическим для ряда приложений», - говорит Вукович. Самые ближайшие применения – это ускорение передачи данных в оптических сетях, таких, которые передают телефонные звонки между городами или потоки данных в корпоративных сетях. Для сравнения, существующая сейчас технология – лазер, излучающий с поверхности вертикальной полости (vertical cavity surface emitting laser, VCSEL) – энергетически довольно неэффективна и не может передавать данные быстрее чем 20 млрд. бит в секунду. Между тем, в ближайшем будущем потребность телекоммуникационных систем будет составлять уже 40 млрд. бит в секунду. Вукович говорит, что ее лазер теоретически сможет передавать более 100 млрд. бит в секунду.

Также исследователи говорят о том, что можно построить лазеры, работающие на различных длинах волн, что может быть полезно при мультиплексировании, когда по одному кабелю посылается множество потоков данных, каждый на своей длине волны.

Основой нового лазера является фотонный кристалл толщиной 300 нм, в котором вытравлен массив регулярно расположенных отверстий, каждое диаметром 400 нм. Пространства между отверстиями, называемые микрополостями, захватывают свет. Кристалл состоит из четырех слоев индий галлий арсенид фосфида. Каждый такой слой называется «квантовым колодцем».

Соответственно, при облучении кристалла светом, энергия света «закачивается» в «квантовые колодцы», заставляя их переизлучать на требуемой длине волны. Многократно отражаясь от стенок микрополостей, световое излучение формирует лазерный луч.

В попытке превзойти VCSEL недавно ученые создали лазер, использовав всего одну микрополость в кристалле. Однако такой лазер является слишком слабым, излучая лишь несколько миллиардных ватта, в то время как мощность накачки составляет сотни миллионных ватта. Поэтому Вукович и Альтуг скомбинировали 81 полость (массив 9*9), чтобы повысить выходную мощность и, соответственно, к.п.д. устройства. Описанный в статье лазер имел выходную мощность 12 миллионных ватта при мощности накачки 2.4 тысячных, то есть был примерно в 20 раз эффективнее лазера с одиночной полостью.

Кроме того, этот лазер очень мал: около 400 тыс. таких лазеров можно разместить на чипе с площадью 1 кв. сантиметр. Также меньшие чипы дешевле в производстве и легче интегрируются в электронные устройства.

Пока исследователи не показали, что их лазер может модулироваться быстрее, чем VCSEL, однако есть все основания полагать, что это действительно так. В более ранней статье 2005 года Вукович описала методику контроля импульсов света, излучаемых оптическим кристаллом, которая означает, что она может включать и выключать излучатель более 100 млрд. раз в секунду.

Существуют и другие проекты, которыми будут заниматься исследователи. Так, Вукович и Альтуг планируют еще повысить эффективность лазера. Также они хотят накачивать лазер не с помощью света, а с помощью электричества. Наконец, они намерены разработать методы интеграции лазера в чипы, чтобы создать оптическую передачу данных внутри компьютера, повысив, тем самым, их быстродействие.