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.

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.