Гибридный полупроводниковый лазер

Гибридный полупроводниковый лазер

Специалистами Panasonic создан новый гибридный полупроводниковый лазер, работающий на трех длинах волн.
По словам производителя, использование новинки, получившей обозначение LNCS01MR, упростит конструкцию головок приводов оптических дисков.

В существующих приборах такого типа красный и инфракрасный лазеры располагаются вертикально поверх большего по размеру лазера, который работает в сине-фиолетовой части спектра.
При этом точки, откуда исходит излучение, оказываются на разных поверхностях, что усложняет конструкцию головки.
В новом приборе излучающие точки расположены в одной плоскости, что и позволяет упростить оптическую схему головки.

Новая технология компоновки, разработанная в Panasonic, позволяет располагать лазеры относительно друг друга с точностью ±10 мкм, что вдвое лучше показателя ранее использованной технологии.

Кроме того, по словам Panasonic, по выходной оптической мощности новый прибор втрое превосходит «обычные» изделия такого типа, представленные в ассортименте компании.

Для внешнего оформления лазера выбран пятиконтактный корпус диаметром 5,6 мм, показанный на иллюстрации.
Он характеризуется улучшенным отводом тепла и позволяет уменьшить толщину головки.

Не отстает в разработке гибридных лазеров и корпорация Intel.
Она представила соединение на основе кремниевой фотоники с интегрированными гибридными кремниевыми лазерами.

Эта разработка имеет пропускную способность 50 Гбит/с и является частью долгосрочной стратегии «кремнизации» фотоники и внедрения в компьютеры будущего оптических технологий.

Гибридный полупроводниковый лазер

Рассмотрим принцип функционирования устройства.
Оно состоит из приемника и передатчика, все основные компоненты которых интегрированы в две микросхемы и разработаны Intel.

Передающая часть включает в себя четыре гибридных лазера и оптических модулятора, сигналы от которых поступают в мультиплексор.
Далее четыре потока данных комбинируется в единое оптоволокно с пропускной способностью 50 Гбит/с.
В приемнике единый луч разделяется и каждый поток направляется в отдельный фотодетектор, где преобразуется в электрические сигналы.
При этом 50 Гбит/с — не предел, при увеличении числа каналов и скорости модулятора возможно многократное увеличение пропускной способности, в перспективе — до 1 Тбит/с.

Зачем все это?
Инженеры Intel пришли к выводу, что традиционные медные проводники исчерпали себя и достижение высокой пропускной способности, скажем, 10 ГБ/с при их использовании проблематично.
Потери энергии и помехи в металлических соединениях ограничивают их дальнейшее применение, а устройства на основе кремниевой фотоники успешно преодолевают все эти препятствия.

Они комбинируют в себе преимущества традиционных кремниевых микросхем (низкая стоимость, большие обьемы производства, высокая степень интеграции и масштабируемость) и лазерных технологий (очень высокая пропускная способность, покрытие больших расстояний и отсутствие шума и помех).

Представленная разработка является первым устройством с гибридным лазером, в дальнейшем технологии кремниевой фотоники найдут применение не только в специализированных суперкомпьютерах, но и в потребительской электронике, там, где передаются большие обьемы информации.

Достаточно вспомнить о перспективе внедрения Quad HD и Ultra High Definition, распространении телевизоров с поддержкой 3D и увеличении глубины цвета до 48 бит (High Dynamic Range), как становится понятно, что оптические каналы с пропускной способностью в 1 Тбит/с будут востребованы в самых разных сферах.

^