해외 팀, 더욱 안정적이고 효율적인 빗살 레이저 제작

최근 레이저 기술 스타트업인 Illumtra는 함부르크에 있는 독일 전자 싱크로트론 연구 센터(DESY)와 팀을 이루어 보다 안정적이고 효율적인 디자인의 빗살형 레이저 개발에 성공했습니다.
이번 개발의 하이라이트는 레이저 구동을 위한 맞춤형 주입 피드백을 제공하는 프로그래밍 가능한 합성 반사 기능을 갖춘 마이크로 공진기의 시연입니다. 이 기술은 기존의 자가 주입 잠금 장치에 비해 상당한 이점을 제공하며 표준 리소그래피 기술을 사용하여 생산할 수 있습니다.
빗살 레이저는 100GHz ~ 1THz 범위의 주파수 간격으로 다양한 색상의 광원을 방출할 수 있습니다. 이 기술의 적용은 광통신 및 인공 지능 분야의 데이터 전송에 큰 가치를 갖습니다.
빗살 레이저의 장점은 방출되는 색상의 순도입니다. 광통신과 같은 응용 분야에서는 여러 가지 순수한 색상의 빛을 방출할 수 있는 레이저가 필요하며 빗형 레이저는 이러한 요구를 충족합니다.
빗살 레이저의 순도를 향상시키기 위해 자체 주입 잠금이 업계 표준 방법이 되었습니다. 이 방법은 링 공진기를 사용하여 노이즈를 걸러내고, 레일리 후방 산란을 통해 링 내의 무작위 결함에서 빛이 다시 반사되도록 한 다음, 잠금을 위해 레이저에 다시 주입합니다.
논문 저자 중 한 명이자 Enlightenment의 공동 창립자인 John Jost는 "무작위 결함에 의존할 때의 문제는 색상에 따라 달라질 수 있고 강도가 충분히 강하지 않고 안정적이지 않다는 것입니다. 특히 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 더 많은 빛을 레이저에 다시 넣고 싶을 때 이는 효과적인 주입 잠금을 달성하는 데 중요합니다."
이 연구의 주요 혁신은 링 공진기 내에서 빛의 방향성 후방 산란을 허용하는 특수 모드의 설계였습니다. 이 모드는 특정 색상에 맞게 특별히 최적화되어 더 많은 빛이 주입 잠금을 위해 레이저로 효율적으로 다시 전송되도록 합니다.
Illumtra의 빗살형 레이저에는 광학 I/O 솔루션, 분산 컴퓨팅 및 메모리 아키텍처에 특히 적합한 통합 광원 기능이 있습니다.
그 효과를 검증하기 위해 저자는 다양한 구조의 맞춤형 나노링 공진기를 사용하여 다양한 테스트를 수행했습니다. 그들은 링 공진기가 통합된 광자 칩에 반도체 레이저 다이오드를 도킹했습니다. 이 기술은 C 대역에서 검증되었지만 이론적으로는 모든 통신 대역에서 동일하게 효과적일 수 있습니다. 실제 공진기는 실리콘 클래딩 기술을 사용하는 통합 광자 칩에 구축되었으며 질화규소 광결정 링 공진기가 내장되어 있습니다.
Jost는 "이 연구에 사용된 광자 집적 회로는 산업 등급 생산 라인에서 제작되었으므로 이 기술은 대규모 생산에 준비가 되어 있습니다."라고 말했습니다. 그는 또한 "광 산란을 정밀하게 제어할 수 있는 이러한 능력은 더욱 발전된 설계를 위한 완전히 새로운 가능성을 열어주며, 이를 통해 빗살 레이저 스펙트럼을 실제 요구 사항에 맞게 맞춤화할 수 있게 해주고 전례 없는 유연성을 가능하게 할 것입니다."라고 덧붙였습니다.
레이저는 고속 광학 I/O 장치 또는 광학 현장 프로그래밍 가능 게이트 어레이 구축 등 다양한 광자 집적 회로와 완벽하게 결합하여 사용할 수 있습니다. 이 기술은 생성 인공 지능 분야와 같은 데이터 집약적 애플리케이션에 상당한 영향을 미칠 것이며, 새로운 컴퓨팅 및 메모리 아키텍처 개발을 위한 강력한 자극제를 제공할 것입니다.