לייזרים משוב מבוזר (DFB), המאופיינים במבנה קומפקטי ובמצב יחיד דינמי, הם מקורות האור העיקריים עבור יישומים כגון תקשורת אופטית במהירות גבוהה, אינטגרציה פוטונית בקנה מידה גדול, LIDAR ופוטוניקת מיקרוגל. בפרט, תחום הבינה המלאכותית המיוצג על ידי ChatGPT מראה מגמה נפיצה, אשר זקוקה בדחיפות לכוח מחשוב גבוה, אינטגרציה גבוהה, שבבי מחשוב אופטי בהספק נמוך כתמיכה פיזית, ומציבה דרישות גבוהות יותר לגבי יציבות הטמפרטורה, גבוהה- מאפייני הפעלה של טמפרטורה, יציבות משוב אופטי, איכות מצב יחיד ועלות נפח של מקור האור הליבה.
לאחרונה, הצוות של יאנג טאו-יאנג שיאוגואנג, חוקר במעבדת המפתח למדעי החומרים, המכון לחקר מוליכים למחצה, האקדמיה הסינית למדעים, והחוקר לו דן, בשיתוף עם ג'י צ'ן, פרופסור באוניברסיטת ג'ג'יאנג ובמעבדת ג'יג'יאנג. , עשו התקדמות משמעותית במחקר של לייזרים קוונטיים נקודות DFB חד-מצביים בעלי הספק גבוה ובעלי רעש נמוך. הצוות השתמש במבנה נקודות קוונטי של InAs/GaAs מוערם בצפיפות גבוהה ובעל פגמים נמוכים כאזור הפעיל, בשילוב עם סורג צימוד לרוחב בעל אובדן נמוך כמבנה יעיל של מצב סלקטיבי, כדי לפתח קוונטי בפס O-band בעל ביצועים גבוהים. לייזר dot DFB עם הספק גבוה, יציבות גבוהה, רעש נמוך ואנטי-משוב באזור טמפרטורה רחב. בטווח של 25-85 מעלות, הספק המוצא של הלייזר גדול מ-100 mW, ויחס הדיכוי המרבי של מצב צד הוא יותר מ-62 dB; רמת הרעש הלבן הנמוכה ביותר היא רק 515 Hz2 Hz-1, המתאים לרוחב קו פנימי נמוך כמו 1.62 קילו-הרץ; ה-RIN הממוצע המינימלי הוא רק -166 dB/Hz (0.1-20 GHz). בנוסף, ללייזר יש סף משוב אנטי-אופטי של עד -8 dB, העומד בתקן הטכני לפעולה יציבה ללא מבודדים אופטיים חיצוניים. עם ביצועים כלליים מצוינים, עלות נמוכה וגודל קטן, למכשיר יש סיכוי ליישומים בקנה מידה גדול בתחומי תקשורת אופטית בעלת קיבולת גבוהה, חיבור אופטי מהיר על-שבב וזיהוי דיוק גבוה.
תוצאות המחקר פורסמו ב- Laser & Photonics Reviews תחת הכותרת High-Power, Narrow-Linewidth, and Low-Noise Quantum Dot Distributed Lasers. ביקורות פוטוניקה. עבודת המחקר נתמכה על ידי תוכנית המפתח הלאומית למחקר ופיתוח של סין והקרן הלאומית למדעי הטבע של סין.
המכון למוליכים למחצה ואחרים מתקדמים במחקר לייזר עם עוצמה גבוהה ורעש נמוך של נקודות קוונטיות DFB במצב יחיד
איור 1 מורפולוגיה ותכונות הקרינה של חומרי נקודה קוונטית, ומבני התקנים וסורגים
איור 2 מאפייני פלט, מאפיינים ספקטרליים, מאפייני רעשי תדר אופטי ויציבות ספקטרלית תחת משוב אופטי חיצוני של המכשיר
