1月25日，瑞士激光技术初创公司Enlightra与DESY Hamburg合作开发设计了一种更稳定、更高效的梳状激光器。该工作展示了具有可编程合成反射的微谐振器，为驱动激光器提供量身定制的注入反馈。与传统的自注入锁定相比，该技术有了显着改进，可以使用标准光刻进行生产。
梳状激光器是具有从100 GHz到1 THz的等距间距的多种颜色的光源。该技术对光通信实现人工智能应用所需的数据非常有价值。
梳状激光器有用性的一个关键方面是其颜色纯度。虽然激光看起来颜色很纯，但在大多数情况下，光束是由许多颜色非常相似的不同色调组成的。在诸如光通信之类的应用的情况下，期望具有发射许多不同的纯颜色的激光器。这就是梳状激光器的用武之地。
为了提高梳状激光器的纯度，自注入锁定已成为标准方法。该方法使用环形谐振器来滤除噪声。通过瑞利反向散射，光线从环内的随机缺陷上反射，并被送回激光器进行注入锁定。
“依赖随机缺陷的问题，在于一定程度上取决于颜色，而且它们不是很强烈，会有一会限制，如果你希望将更多的光反馈到激光器，这对注入锁定有很大的帮助。”Enlightra的联合创始人也是该论文的作者之一John Jost表示。
这项研究的关键进展之一是设计光如何在环形谐振器内向后散射，这是通过设计一个只强烈散射一种特定颜色的图案来实现的。当光在环周围传播时，它会感觉到图案，并使更多的光能够被反馈进行注入锁定。
Enlightra激光梳的关键部件。传统的分布式反馈激光器（左），Enlightra的专利光子集成电路能够从单个激光器产生数百个波长（右）。图片由Enlightra提供。
据了解，作者使用不同的定制纳米结构环形谐振器进行了各种测试。他们使用了一个半导体激光二极管对接耦合到带有环形谐振器的光子芯片上。该技术在C波段进行了演示，但在所有电信频段中同样有效，实际的谐振器构建在集成光子芯片中，该芯片具有嵌入二氧化硅包层的氮化硅光子晶体环形谐振器。
Jost表示，“这项工作中使用的光子集成电路是在晶圆代工厂制造的，因此这项技术打算进行规模化生产。设计光散射的能力为更先进的设计打开了一扇全新的大门，这将使我们能够以前所未有的方式来定制梳状激光光谱，用以满足我们的需求。”
Enlightra的梳状激光器支持用于光学I/O解决方案以及分布式计算和存储器架构的集成光源。图片由Ethan Beaney提供。
该激光器还可以与各种光子集成电路相结合。例如，它可以支持快速光学 I/O 单元或光场可编程门阵列。该技术将有利于数据密集型应用，如生成人工智能以及新型分解计算机和内存架构。
