Tim Asing Membuat Laser Sisir yang Lebih Stabil dan Efisien

Baru-baru ini, startup teknologi laser illumtra bekerja sama dengan Pusat Penelitian Sinkronisasi Elektron Jerman (DESY) di Hamburg berhasil berkolaborasi dalam pengembangan laser sisir yang desainnya lebih stabil dan efisien.
Puncak dari pengembangan ini adalah demonstrasi mikroresonator dengan pantulan sintesis yang dapat diprogram yang memberikan umpan balik injeksi yang disesuaikan untuk menggerakkan laser. Teknologi ini menawarkan keunggulan signifikan dibandingkan kunci injeksi mandiri konvensional dan dapat diproduksi menggunakan teknik litografi standar.
Laser sisir mampu memancarkan sumber cahaya dalam berbagai warna dengan jarak frekuensi mulai dari 100 GHz hingga 1 THz. Penerapan teknologi ini memberikan nilai besar untuk transmisi data di bidang komunikasi optik dan kecerdasan buatan.
Keuntungan laser sisir adalah kemurnian warna yang dipancarkannya. Dalam aplikasi seperti komunikasi optik, diperlukan laser yang dapat memancarkan berbagai warna cahaya murni, dan laser sisir memenuhi kebutuhan ini.
Untuk meningkatkan kemurnian laser sisir, penguncian injeksi mandiri telah menjadi metode standar di industri. Metode ini menggunakan resonator cincin untuk menyaring kebisingan, menyebabkan cahaya dipantulkan kembali dari cacat acak di dalam cincin melalui hamburan balik Rayleigh, dan disuntikkan kembali ke laser untuk mengunci.
“Masalah dengan mengandalkan cacat acak adalah bahwa cacat tersebut dapat bergantung pada warna dan intensitasnya tidak cukup kuat dan stabil,” kata John Jost, salah satu penulis makalah dan salah satu pendiri Enlightenment, “Ada beberapa keterbatasan, terutama ketika kita ingin mengembalikan lebih banyak cahaya ke dalam laser, karena hal ini sangat penting untuk mencapai penguncian injeksi yang efektif."
Terobosan utama dalam penelitian ini adalah desain mode khusus yang memungkinkan hamburan balik terarah cahaya di dalam resonator cincin. Mode ini dioptimalkan secara khusus untuk warna tertentu, memastikan lebih banyak cahaya dikirim kembali ke laser secara efisien untuk penguncian injeksi.
Laser sisir Illumtra memiliki kemampuan sumber cahaya terintegrasi yang membuatnya sangat cocok untuk solusi I/O optik serta komputasi terdistribusi dan arsitektur memori.
Untuk memvalidasi keefektifannya, penulis melakukan berbagai pengujian menggunakan resonator cincin nano khusus dengan struktur berbeda. Mereka memasang dioda laser semikonduktor ke chip fotonik dengan resonator cincin terintegrasi. Teknik ini telah divalidasi pada C-band, namun secara teoritis bisa sama efektifnya pada semua band telekomunikasi. Resonator sebenarnya dibuat pada chip fotonik terintegrasi menggunakan teknologi pelapis silikon dan tertanam dengan resonator cincin kristal fotonik silikon nitrida.
Jost berkata, "Sirkuit terintegrasi fotonik yang digunakan dalam pekerjaan ini dibuat di jalur produksi tingkat industri, sehingga teknologinya siap untuk produksi skala besar." Dia lebih lanjut mencatat, “Kemampuan untuk mengontrol hamburan cahaya secara tepat membuka berbagai kemungkinan baru untuk desain yang lebih canggih, yang akan memungkinkan kita untuk menyesuaikan spektrum laser sisir untuk memenuhi kebutuhan dunia nyata, sehingga memungkinkan fleksibilitas yang belum pernah terjadi sebelumnya.”
Laser dapat digunakan dalam kombinasi sempurna dengan berbagai sirkuit terpadu fotonik, seperti untuk membangun unit I/O optik cepat atau susunan gerbang yang dapat diprogram dengan bidang optik. Teknologi ini akan mempunyai dampak yang signifikan terhadap aplikasi-aplikasi intensif data, seperti di bidang kecerdasan buatan generatif, dan juga akan memberikan dorongan yang kuat bagi pengembangan arsitektur komputasi dan memori baru.