WikiDer > Полупроводниковый кольцевой лазер

Semiconductor ring laser
Иллюстрация полупроводникового кольцевого лазера (SRL). Резонатор лазера представляет собой волновод с геометрией беговой дорожки (но это также может быть другая геометрия), что позволяет ему генерировать лазерную генерацию в двух противоположных направлениях: по часовой стрелке (CW) и против часовой стрелки (CCW). Свет быстро выходит из резонатора в прямой выходной волновод.

Полупроводниковые кольцевые лазеры (SRL) миниатюрны кольцевой лазер устройства с потенциальным применением в оптоэлектроника, фотоника и полностью оптические схемы. Первые SRL были разработаны в 1980-х годах. В последнее время они вызывают интерес как потенциальные запоминающие устройства с произвольным доступом для полностью оптические компьютеры.

Полупроводниковые кольцевые лазеры буквально имеют форму кольца оптические волноводы с генерация средний. У них есть способность улавливать свет в кольце и непрерывно рециркулировать его, пока остается питание. В качестве материала SRL выбирают фосфид индия.[1] SRL могут быть квадратными с угловыми отражателями или, как это обычно бывает с меньшими конструкциями, иметь изогнутую форму «беговой дорожки». Устройств в настоящее время порядка 100 микрометры, но дальнейшая миниатюризация возможна с использованием существующей технологии кремниевой микроэлектроники.

Летом 2010 года исследователи д-р Мухаммад Макбул и Кайл Мейн из Государственного университета Болла и д-р Мартин Кордеш из Университета Огайо смогли успешно разработать первый SRL нитрида алюминия диаметром порядка 20 микрометров. Этот SRL был построен путем нанесения полупроводящей пленки из нитрида алюминия толщиной 4 мкм, легированной ионами Ti + 3, на вытянутый оптоволоконный кабель диаметром 12 мкм. Было показано, что этот ТКЛ имеет значительный коэффициент усиления и низкую пороговую мощность накачки, что делает его высокоэффективной лазерной системой. Свет ограничивался только пленкой и не отражался от внешней поверхности оптического волокна. Такое расположение называется «Режим шепчущей галереи».[2] Maqbool и Main планируют расширить свою работу, включив в нее разработку SRL на углеродных нанотрубках.

SRL могут служить основой новой формы оптических оперативная память. Направление циркуляции света (по часовой стрелке или против часовой стрелки) указывает на полярность бита (0 или 1). Отчасти из-за бистабильный и очень нелинейный характер устройств, они могут получать пусковой сигнал с любого направления. Направленность сохраняется, пока устройство остается под напряжением. Другие потенциальные применения включают «устройство цифрового ответа, которое изменяет форму оптических сигналов, которые стали искажены, эффективно действуя как ворота. »и устройство для ресинхронизации оптических сигналов для устранения временного« дрожания ».[1]

Европейский исследовательский проект, созданный в 2006 году для изучения потенциальных применений SRL. Он известен как IOLOS (Интегрированная оптическая логика и память с использованием сверхбыстрого бистабильного полупроводникового лазера с микрокольцом) и получит финансирование в размере 1,25 миллиона евро в течение трех лет.[1][3] Интенсивная фотоника и Сименс также предоставляют еще 100 000 евро.[1]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Персик, Мэтью (2006-11-08). «Проект оптической памяти на кольцевом лазере». optics.org. Получено 2009-08-19.
  2. ^ Мухаммад Макбул, Кайл Мэйн и Мартин Кордеш, «Микролазер на оптических волокнах с нанесенным распылением AlN, легированным титаном, в режиме шепчущей галереи», Опт. Lett. 35, 3637-3639 (2010)
  3. ^ «Сайт ИОЛОС». Получено 2009-08-19.

Смотрите также