韓國的研究人員開發了一種新的全光方法來驅動多個高度密集的納米激光器陣列。該方法可以實現基於芯片的光通信鏈路，其處理和移動數據的速度比目前基於電子的設備快得多。

研究小組負責人、韓國大學的Myung-Ki Kim說：”開發配備高密度納米激光器的光互連將改善在互聯網上移動信息的數據中心的信息處理。這可以實現超高清電影的流式傳輸，實現更大規模的互動式在線聚會和遊戲，加速物聯網的擴展，並提供大數據分析所需的快速連接。”

在今天（12月15日）發表在Optica（Optica出版集團的高影響力研究期刊）上的一篇論文中，研究人員證明了密集集成的納米激光器陣列–其中激光器之間僅有18微米的距離–可以完全用一根光纖的光來驅動和編程。

Kim說：”集成在芯片上的光學設備是電子集成設備的一個有前途的替代方案，電子集成設備正在努力跟上當今的數據處理需求。通過消除通常用於驅動激光器陣列的大型複雜電極，我們減少了激光器陣列的整體尺寸，同時也消除了基於電極的驅動器所帶來的發熱和處理延遲。”

用光代替電極

新的納米激光器可用於光學集成電路系統，該系統通過光在微芯片上檢測、生成、傳輸和處理信息。光電路使用光波導，而不是電子芯片中使用的細銅線，它允許更高的帶寬，同時產生更少的熱量。然而，由於光學集成電路的尺寸正迅速達到納米級，因此需要新的方法來有效地驅動和控制其納米級光源。

為了發光，激光器需要在一個稱為泵浦的過程中提供能量。對於納米激光器陣列來說，這通常是通過為陣列中的每個激光器提供一對電極來完成的，這需要大量的片上空間和能源消耗，同時也會造成處理延遲。為了克服這一關鍵限制，研究人員用一個獨特的光學驅動器取代了這些電極，該驅動器通過乾涉產生可編程的光模式。這種泵浦光穿過一根光纖，納米激光器被印在光纖上。

為了證明這種方法，研究人員使用了一種高分辨率的轉移打印技術來製造多個相隔18微米的光子晶體納秒器。這些陣列被應用於直徑為2微米的光學微纖維的表面。這必須以一種使納米激光器陣列與乾涉圖案精確對齊的方式來完成。干涉圖案也可以通過調整驅動光束的偏振和脈衝寬度進行修改。

用單根光纖驅動激光

實驗表明，該設計允許使用通過單根光纖的光來驅動多個納米激光器陣列。結果與數值計算相吻合，並表明印刷的納米激光器陣列可以完全由泵浦光束干擾模式控制。

“我們的全光激光器驅動和編程技術也可以應用於基於芯片的矽光子學系統，它可以在開發芯片到芯片或芯片上的光互連方面發揮關鍵作用，”Kim說。”然而，有必要證明矽波導的模式可以如何獨立地被控制。如果能夠做到這一點，這將是片上光互連和光集成電路進步的一個巨大飛躍。”