喬(qiao) 治華盛頓大學的研究人員已經開發出一種新的垂直腔麵發射激光器（VCSEL）設計，該激光器具有創紀錄的快速時間帶寬。通過組合多個(ge) 橫向耦合腔體(ti) 可以實現這一點，從(cong) 而增強了激光器的光反饋。VCSEL已成為(wei) 在數據中心和超級計算機中實現節能和高速光互連的重要方法。

VCSEL是伴隨單片激光諧振器的半導體(ti) 激光二極管的重要一類，其沿垂直於(yu) 芯片表麵的方向發光。由於(yu) 其緊湊的尺寸和較高的光電性能，此類激光器在市場上正變得越來越重要。作為(wei) 小型激光器，它們(men) 被用作高速，短波通信和光學數據網絡中的光源。緊湊的高速VCSEL使汽車或數據通信中智能傳(chuan) 感器應用的關(guan) 鍵要求是密集的流量和高速傳(chuan) 輸。但是，3-dB帶寬（即VCSEL的速度限製）受到熱效應，寄生電阻，電容和非線性增益效應的限製。

由於(yu) 非線性光學放大效應（稱為(wei) 增益弛豫振蕩），VCSEL的直接調製不能超過30 GHz。該發明引入了革命性的VCSEL設計。由於(yu) 需要仔細管理激光器內(nei) 部的反饋，因此研究人員通過組合多個(ge) 耦合腔來引入一種多反饋方法。這使他們(men) 能夠增強稱為(wei) “慢光”的反饋，從(cong) 而將時間激光帶寬（速度）擴展到馳豫振蕩頻率的已知限製之外。該創新是突破性的，因為(wei) 來自每個(ge) 腔的直接反饋隻需要適度，並且可以通過耦合腔精確控製，從(cong) 而具有更高的設計自由度。按照這種耦合腔方案，可以預期在100 GHz範圍內(nei) 產(chan) 生調製帶寬。

研究人員表示：“在這裏，我們(men) 引入了激光設計的範式轉變。我們(men) 利用一種新穎的耦合腔方法來仔細控製通過顯著減慢激光速度來實現的對激光的反饋。這種耦合腔的方法為(wei) 激光設計增加了新的自由度，同時在基礎科學和技術領域都帶來了機遇。”

“由於(yu) 對數據服務的需求正在迅速增長，並朝著下一代通信網絡（例如6G）發展，而且在汽車中也用作接近傳(chuan) 感器或智能手機的麵部ID，因此該發明是及時的。此外，耦合腔係統還能為(wei) 量子信息處理器中的新興(xing) 應用鋪平了道路。”