Øget optisk dataoverførselshastighed

Pulserende lasere udsender gentagne gange lys i en kort periode, som om de blinker. De har fordelen ved at fokusere mere energi end en kontinuerlig bølgelaser, hvis intensitet holdes uændret over tid. Hvis digitale signaler indlæses i en pulserende laser, hver puls kan kode en bit data. I denne henseende, jo højere gentagelsesfrekvens, jo mere mængden af ​​data kan overføres. Imidlertid, konventionelle optisk-fiber-baserede pulserende lasere har typisk haft en begrænsning i at øge antallet af pulser pr. sekund over MHz-niveauet.

Korea Institute of Science and Technology (KIST) meddelte, at forskerholdet ledet af seniorforsker Dr. Yong-Won Song ved Center for Opto-Electronic Materials and Devices var i stand til at generere laserimpulser med en hastighed på mindst 10, 000 gange højere end den nyeste teknologi. Denne præstation blev opnået ved at indsætte en ekstra resonator indeholdende grafen i en fiberoptisk pulseret laseroscillator, der opererer i domænet femtosekunder (10 ^-15 sekunder). Datatransmissions- og behandlingshastighederne forventes at stige betydeligt ved at anvende denne metode til datakommunikation.

KIST-forskerholdet bemærkede, at karakteristikaene for bølgelængden og intensiteten af ​​laserlys, der ændrer sig over tid, er korrelerede (Fourier-transformation). Hvis en resonator indsættes i laseroscillatoren, bølgelængden af ​​den pulserende laser filtreres periodisk, derved modificerer mønsteret af laserintensitetsændring. På baggrund af denne baggrundsundersøgelse, Hovedforsker Song syntetiserede grafen, som har de egenskaber, at de absorberer og eliminerer svagt lys og forstærker intensiteten ved kun at sende stærkt lys ind i resonatoren. Dette gør det muligt at kontrollere laserintensitetsændringen nøjagtigt med en høj hastighed, og dermed kan gentagelseshastigheden af ​​pulser øges til et højere niveau.

Desuden, grafen syntetiseres typisk på overfladen af ​​et katalytisk metal, og derefter separeres produktet fra katalysatoren og overføres til overfladen af ​​et ønsket substrat. I denne proces, der har typisk været det problem, at grafen er beskadiget, eller at der indføres urenheder. Det førnævnte KIST-forskerhold løste problemet med reduceret effektivitet under fremstillingsprocessen ved at danne grafen direkte på overfladen af ​​en kobbertråd, som er let tilgængelig, og yderligere at dække ledningen med en optisk fiber til dens anvendelse som en resonator.

Som resultat, det var muligt at opnå en gentagelseshastighed på 57,8 GHz, derved overvinde begrænsningerne ved pulserende lasere med hensyn til gentagelseshastighed, typisk begrænset til MHz. Ud over, karakteristika for grafen, således at varme genereres lokalt, når laseren absorberes, blev udnyttet til at tune grafenresonatorens karakteristika ved at anvende en ekstra laser på enheden.

Forsker Seong-Jae Lee ved KIST sagde, "I det nuværende scenarie, hvor efterspørgslen efter datatrafik stiger eksponentielt, ultrahurtige pulserende lasere, der opererer ved ultrahøj hastighed og tillader tuning-karakteristika, forventes at give en ny tilgang til at tilpasse sig dette hurtigt skiftende databehandlingsscenarie." Hovedforsker Song, hvem har ledet denne forskning, tilføjet:"Vi forventer, at udviklingen af ​​ultrahurtige pulserende lasere baseret på resonatorer og grafen vil bringe vores førende inden for teknologiudvikling og relateret marked inden for nanomateriale-baserede optiske informationsenheder."