Dengan pesatnya kemajuan kecerdasan buatan dan{0}}komputasi berkinerja tinggi, lalu lintas data global mengalami pertumbuhan yang luar biasa, sehingga menimbulkan tantangan yang belum pernah terjadi sebelumnya terhadap kecepatan transmisi informasi dan efisiensi energi dalam pusat data. Teknologi komunikasi optik tradisional menghadapi hambatan bandwidth dan hambatan konsumsi daya, sehingga memerlukan pengembangan generasi baru teknologi interkoneksi optik berkecepatan tinggi, efisien, dan sangat terintegrasi. Sisir frekuensi optik, yang mampu menghasilkan beberapa fase-panjang gelombang terkunci secara bersamaan untuk transmisi data paralel, dianggap sebagai solusi disruptif terhadap tantangan ini. Namun, mencapai sumber sisir frekuensi optik yang praktis dengan bandwidth yang sangat-lebar, stabilitas suhu yang sangat-tinggi, dan masa operasional yang sangat-lama tetap menjadi tantangan industri yang besar.
Baru-baru ini, tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Chen Siming dari Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, bekerja sama dengan Huisi Optoelectronics, Shenzhen University of Technology, dan National Innovation Center for Information Optoelectronics, mencapai terobosan dalam-mode titik kuantum berkecepatan tinggi-teknologi sisir frekuensi optik terkunci untuk komunikasi optik. Melalui teknik ko-doping yang inovatif untuk material titik kuantum semikonduktor dan skema penguncian-mode pulsa-tabrakan, tim berhasil mengembangkan laser sisir frekuensi optik titik kuantum 100 GHz yang mampu beroperasi secara stabil pada suhu ekstrem hingga 140 derajat . Perangkat ini mencapai terobosan dalam suhu pengoperasian, kapasitas transmisi, dan keandalan, memberikan solusi sumber cahaya penting untuk interkoneksi optik tingkat Tbps-di masa depan.
Penelitian ini menunjukkan metrik kinerja komprehensif yang luar biasa: pada suhu kamar (25 derajat), laser mencapai bandwidth optik 3dB pada 14,312 nm, yang mampu menghasilkan 26 saluran. Setiap saluran dapat membawa sinyal termodulasi PAM-4 128 Gb/s. Perangkat mempertahankan mode stabil-mengunci hingga 140 derajat . Pada suhu 85 derajat -standar suhu-tinggi kelas industri-metrik kinerja utamanya menunjukkan penurunan yang dapat diabaikan, mendukung pengoperasian 22 saluran yang stabil dengan total throughput data sebesar 2,816 Tb/s. Secara bersamaan, konsumsi energi per bit yang ditransmisikan hanya 0,394 pJ pada 25 derajat dan 0,532 pJ pada 85 derajat. Uji penuaan yang dipercepat melebihi 1.500 jam pada suhu 85 derajat menunjukkan Mean Time To Failure (MTTF) selama 207 tahun, sepenuhnya memenuhi persyaratan aplikasi komersial yang ketat.
Pekerjaan ini tidak hanya mendemonstrasikan secara eksperimental kelayakan untuk secara bersamaan mencapai sisir frekuensi optik titik kuantum ultra-pita lebar, suhu-sangat tinggi, masa pakainya yang sangat-panjang-dan integrasi-frekuensi optik titik kuantum yang tinggi pada satu chip, namun juga menyediakan jalur implementasi sumber cahaya yang kuat dan hemat biaya-untuk sistem interkoneksi optik di pusat data-generasi berikutnya dan kluster komputasi kecerdasan buatan.
