Un laser a cascata quantico Terahertz utilizza impulsi sonori per accelerare la trasmissione dei dati

un giorno fa Luke James I ricercatori dell'Università britannica di Leeds (UoL) e dell'Università di Nottingham (UoN) si sono concentrati su come utilizzare il suono e la luce per generare un trasferimento di dati ultraveloce controllando i laser a cascata quantica terahertz. I laser a cascata quantistica sono una tecnologia che i fisici ritengono essere la chiave per aumentare le velocità di trasmissione dei dati a livelli di 100 gigabit al secondo o più. Per mettere questo nel contesto, un tale livello di velocità è circa mille volte più veloce di quanto sia attualmente possibile utilizzando Ethernet, che funziona a 100 megabit al secondo.
I laser a cascata quantica Terahertz (QCL) sono in grado di emettere luce nell'intervallo terahertz dello spettro elettromagnetico. Sono invisibili e hanno molte proprietà promettenti, inclusa la capacità di penetrare materiali opachi alla luce visibile e rilevare una varietà di molecole. Per trasmettere i dati, tuttavia, i dati devono essere codificati sul raggio laser e le leggi della fisica limitano la velocità con cui i sistemi elettronici possono modulare questo.
Per aggirare questa limitazione, i ricercatori hanno usato un'onda acustica per modulare la luce. Un QCL è costituito da una serie di pozzi quantici. Queste sono piccole aree che trattengono elettroni a specifici livelli di energia.
Quando uno scende da un pozzo all'altro, emette un fotone, consentendo a un singolo elettrone di produrre diversi fotoni. Per modulare l'emissione di questi fotoni e codificare con successo i dati sul raggio del QCL, il team di ricerca ha attaccato un sottile film di alluminio a uno dei suoi contatti. Questo film è stato poi colpito da impulsi provenienti da un diverso tipo di laser.
Ogni impulso ha causato l'alluminio a produrre un'onda acustica che ha poi attraversato il QCL e deformare leggermente la struttura. "È come se l'intero sistema venisse realmente scosso", afferma John Cunningham, professore di ingegneria elettronica ed elettrica presso l'UoL che ha guidato la ricerca. "Cambia la probabilità di trasferimento di elettroni tra i pozzi quantici.
" Per creare il sistema prototipo, il team ha utilizzato un QCL standard. Questo ha ottenuto una modulazione di circa il 6 percento. Tuttavia, Cunningham ha affermato che dovrebbe essere possibile ottenere una modulazione del 100 percento ridisegnando il laser in modo che i pozzi quantici siano progettati e progettati specificamente per rispondere alle onde acustiche.
Laddove i circuiti elettronici possono modulare un laser a poche decine di gigahertz, Cunningham afferma che un sistema acustico come il suo potrebbe aumentare questo a centinaia di gigahertz, potenzialmente di più. Cunningham ha anche indicato che vorrebbe incorporare un equivalente sonico di un laser, un calibro, inventato dai fisici dell'UoN che ha contribuito alla ricerca del team UoL. Questo, si dice, renderebbe il sistema più compatto ed efficiente.
Ulteriori prove avranno luogo per regolare il processo e per ottenere il pieno controllo delle emissioni di fotoni dal laser.