Версия для слабовидящих
Вертикально излучающий лазер установил рекорд скорости передачи данных Печать Email
Новости науки
07.11.2013
По мере перехода к петабайтным и далее объёмам информации скорость работы процессоров и ёмкость накопителей в очередной раз перегнали показатели передачи данных в сетях, создав «бутылочное» горлышко, затрудняющее внедрение множества приложений, включая те же облачные и пресловутые «большие данные».

Именно поэтому группа учёных из Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне (США) под руководством Милтона Фэна (Milton Feng) разработала поверхностно излучающий (он же вертикально излучающий) лазер с вертикальным резонатором (VCSEL) на базе оксидов, с апертурой порядка 4 нм и пороговым током в 0,53 мА.

Фэй Тань, Монг-Кай Ву и Майкл Лю (слева направо), а также Милтон Фэн (впереди) создали самый скоростной на сегодня канал связи на вертикально излучающем лазере. (Фото L. Brian Stauffer.)


Что это и с чем его едят? Всё просто: если обычный полупроводниковый лазер создаёт излучение, параллельное плоскости кристалла полупроводника, то вертикально излучающий генерирует свет в направлении, перпендикулярном кристаллу. По сравнению с обычными лазерами у этого очень малая угловая расходимость луча и весьма симметричная диаграмма направленности выходного излучения. Кроме того, для вертикально излучающего устройства характерны стабильные температура и параметры излучения. Наконец, такие лазеры можно изготавливать сразу группами — на одной пластине. Особенно перспективны они для диапазона 850 нм, где их можно использовать для высокоскоростной оптоволоконной связи — на сегодня до 10 Гбит/с.

На тот же диапазон нацелен и новый лазер американских исследователей, вот только применение при его создании новых материалов и удачная конструкция новинки позволили добиться передачи данных со скоростью 40 Гбит/с!

Важно и то, что на протяжении часовой опытной передачи ни одной ошибки так и не было зарегистрировано. Благодаря малой расходимости луча и другим преимуществам вертикально излучающих лазеров энергоэффективность новой схемы оказалась куда выше, чем у нынешних стандартных систем оптоволоконной связи.

Увы, дальнейшее поле для роста скорости обмена данными ограничено квантовым пределом эффективности таких лазеров. Поэтому в ближайшей перспективе г-н Фэн и его коллеги надеются поднять скорость канала на вертикально излучающем лазере лишь до 60 Гбит/с. Кроме того, они хотят увеличить устойчивость устройства к нагреву: сейчас лазер хорошо работает лишь при комнатной температуре, но для дата-центров этого мало. И тем не менее, считают разработчики, уже сегодня новинка чрезвычайно близка к внедрению: «Оксидный вертикально излучающий лазер уже стал индустриальным стандартом в этой области. Весь мир соревнуется в наращивании скорости и эффективности такой связи, поэтому наша технология — именно то, что нужно», — уверен Милтон Фэн.

Зачем могут понадобиться скорости порядка 40–60 Гбит/с? Исследователи отмечают, что если большинству приложений хватает нынешней проворности интернет-каналов, то для телеметрии, телемедицины и удалённых вычислений в облаке этого мало. Та же телемедицина требует передачи огромных массивов информации от датчиков, следящих за состоянием здоровья больного, равно как и трансляции высококачественного видеопотока врачу, находящемуся часто за сотни и тысячи километров. В таких областях у сверхвысоких скоростей обмена данными просто нет альтернатив, подчёркивают конструкторы устройства.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале IEEE Photonics Technology Letters.

Подготовлено по материалам Иллинойсского университета в Урбане и Шампейне. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.

Материал подготовлен при поддержке проекта

Источник - http://compulenta.computerra.ru/tehnika/internet/10009928/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта