蓋世汽車訊 據外媒報道，美國喬治華盛頓大學（George Washington University）的研究人員新設計了一種垂直腔面發射激光器（VCSEL），具有創紀錄的時間帶寬。該激光器結合多個橫向耦合腔實現，提升了激光的光學反饋。現在，VCSEL已經成爲一種重要的手段，以將數據中心和超級計算機高能效、高速實現光學互聯。

緊湊型激光器（圖片來源：喬治華盛頓大學）

VCSEL是一種重要的半導體激光二極管，配有單片激光諧振器，以垂直於晶片表面的方向發出光線。此類激光器尺寸緊湊且具備很高的光電子性能，正在市場上佔據重要地位。作爲小型激光器，VCSEL可用作高速、短波長通信和光學數據網絡的光源。在汽車智能傳感器應用或數據通信中，實現密集且高速的數據傳輸是需要滿足的關鍵需求，而這可以通過緊湊且高速的VCSEL實現。但是，VCSEL的速度限制即3-dB帶寬受到熱效應、寄生電阻、電容和非線性增益效應的限制。

由於增益馳援震盪等非線性光學放大效應的出現， VCSEL的直接調製頻率不得超過30 GHz。此次研究人員的發明帶來了一種全新的VCSEL設計。由於激光器內部的反饋需要得到仔細管理，研究人員引入了一種結合多個耦合腔的多反饋法，能夠提升對“慢光”的反饋，從而延長了時間激光帶寬（速度），超出了馳援震盪頻率的極限值。此次創新具有開創性，因爲來自每個腔的直接反饋只是中等的，並且可以通過耦合腔精確進行控制，實現更高的設計自由度。根據此種耦合腔方案，調製帶寬有望在100 GHz範圍內。

研究人員表示：“該項發明非常及時，因爲數據服務的需求正在迅速增長，而且正向6G等下一代通信網絡、汽車近距離傳感器或智能手機面部識別技術等發展。此外，此種耦合腔系統還爲量子信息處理器等新興應用鋪平了道路。”