Новая волна инноваций меняет будущее оптических технологий благодаря стремительному развитию полупроводниковых нанолазеров. Эти достижения необходимы для будущих приложений, таких как оптическая связь на кристалле и нейроморфные вычисления, которые требуют компактных и энергоэффективных источников света.
В недавно опубликованной статье исследователи подробно описывают последние разработки в этой области, уделяя особое внимание передовым конструкциям лазеров, которые обеспечивают работу при сверхнизком энергопотреблении и глубокое субволновое ограничение света — это имеет решающее значение для будущих технологий, таких как оптическая связь на кристалле и нейроморфные вычисления.
Исследование под руководством профессора Еспер Морка из Датского технического университета опубликовано в IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. В нём подчёркивается, что миниатюризация лазерных резонаторов до наномасштаба не только повышает энергоэффективность, но и ставит под сомнение классические модели физики лазеров.
Полупроводниковые лазеры, впервые продемонстрированные в 1962 году, уже давно играют фундаментальную роль в технологиях — от телекоммуникаций до визуализации и сенсоринга. Однако по мере того как глобальный спрос смещается в сторону более компактных, быстрых и энергоэффективных систем, традиционные принципы макроскопического проектирования лазеров пересматриваются на наноуровне.
В статье освещены три ключевых инновации в технологии нанолазеров:
* Миниатюризация лазерных резонаторов до наномасштаба не только обеспечивает беспрецедентную энергоэффективность, но и ставит под сомнение наше понимание фундаментальной физики лазеров. В наноустройствах классические модели больше не применимы — спонтанное излучение играет главную роль, фазовые переходы могут не происходить, а поведение квантового шума резко меняется.
* Это сближение нанофотоники и квантовой оптики открывает новую главу в лазерной науке. Последствия огромны: от создания энергоэффективных соединений компьютеров на основе света до стимулирования разработки гибридных оптических вычислительных систем, имитирующих нейронную архитектуру мозга.
С развитием полупроводниковых нанолазеров их роль в обеспечении следующего поколения информационных технологий больше не является футуристической мечтой — она становится реальностью сегодняшнего дня.
Предоставлено Институтом инженеров электротехники и электроники.