Полупроводниковый кольцевой лазер
Полупроводниковые кольцевые лазеры ( SRL ) — это миниатюрные кольцевые лазерные устройства с потенциальным применением в оптоэлектронике , фотонике и полностью оптических схемах. Первые SRL были разработаны в 1980-х годах. В последнее время они представляют интерес как потенциальные устройства хранения данных с произвольным доступом для полностью оптических компьютеров .
кольцеобразной формы Полупроводниковые кольцевые лазеры представляют собой оптические волноводы с лазерной средой. Они обладают способностью улавливать свет в кольцо и непрерывно рециркулировать его, пока на них остается питание. Предпочтительным материалом для СЛЛ является фосфид индия . [1] SRL могут быть квадратными с угловыми отражателями или, как это чаще бывает с конструкциями меньшего размера, иметь изогнутую форму «гоночной дорожки». В настоящее время размеры устройств составляют порядка 100 микрометров , но дальнейшая миниатюризация возможна с использованием существующих технологий кремниевой микроэлектроники.
Летом 2010 года исследователи доктор Мухаммад Макбул и Кайл Мейн из Государственного университета Болла и доктор Мартин Кордеш из Университета Огайо смогли успешно разработать первый нитрид алюминия SRL диаметром порядка 20 микрометров. Эта SRL была изготовлена путем нанесения полупроводниковой пленки нитрида алюминия толщиной 4 микрометра, легированной ионами Ti+3, на натянутый оптоволоконный кабель диаметром 12 микрометров. Было показано, что эта СЛЛ имеет значительный коэффициент усиления и низкую пороговую мощность накачки, что делает ее высокоэффективной лазерной системой. Свет ограничивался только пленкой и не отражался от внешней поверхности оптического волокна. Такое расположение называется «Режим шепчущей галереи». [2] Макбул и Мэйн планируют расширить свою работу, включив в нее разработку наноразмерных ССС на углеродных нанотрубках.
SRL могут служить основой новой формы оптической оперативной памяти . Направление циркуляции света (по часовой стрелке или против часовой стрелки) будет указывать полярность бита (0 или 1). Частично из-за бистабильного и сильно нелинейного характера устройств на них может подаваться пусковой сигнал с любого направления. Направленность сохраняется до тех пор, пока на устройство подается питание. Другие потенциальные применения включают «устройство цифрового реагирования, которое изменяет форму искаженных оптических сигналов, эффективно действуя как затвор ». и устройство 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 микрокольцевого бистабильного полупроводникового лазера) и получит финансирование в размере 1,25 миллиона евро в течение трех лет. [1] [3] Intense Photonics и Siemens также предоставляют еще 100 000 евро. [1]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Пич, Мэтью (08 ноября 2006 г.). «Проект оптической памяти основан на кольцевом лазере» . оптика.org . Проверено 19 августа 2009 г.
- ^ Мухаммад Макбул, Кайл Мэйн и Мартин Кордеш, «Микролазер AlN с инфракрасным напылением AlN в режиме шепчущей галереи на оптических волокнах, легированный титаном», Opt. Летт. 35, 3637-3639 (2010)
- ^ «Сайт ИОЛОС» . Проверено 19 августа 2009 г.