Odată cu progresul rapid al inteligenței artificiale și al calculului de înaltă{0}}performanță, traficul global de date se confruntă cu o creștere explozivă, punând provocări fără precedent atât pentru viteza de transmitere a informațiilor, cât și pentru eficiența energetică în centrele de date. Tehnologiile tradiționale de comunicații optice se confruntă cu blocaje de lățime de bandă și bariere în ceea ce privește consumul de energie, necesitând urgent dezvoltarea unei noi generații de tehnologii de interconectare optică de mare-viteză, eficiente și foarte integrate. Pieptenii de frecvență optică, capabili să genereze simultan mai multe lungimi de undă-blocate în faza pentru transmisia de date în paralel, sunt considerați o soluție perturbatoare la aceste provocări. Cu toate acestea, obținerea unor surse practice de pieptene de frecvență optică cu lățime de bandă ultra{-largă, stabilitate la temperaturi ultra-înalte și durate de viață operaționale ultra-lungi a rămas o provocare majoră în industrie.
Recent, o echipă de cercetare condusă de profesorul Chen Siming de la Institutul de Semiconductori, Academia Chineză de Științe, în colaborare cu Huisi Optoelectronics, Universitatea de Tehnologie Shenzhen și Centrul Național de Inovare pentru Optoelectronică Informațională, a realizat o descoperire în domeniul-de mare viteză în modul punct cuantic-pentru tehnologia de comunicații optice cu frecvență blocată. Prin tehnici inovatoare de co-dopaje pentru materiale cu puncte cuantice semiconductoare și scheme de blocare-puls-de coliziune, echipa a dezvoltat cu succes un laser cu frecvență optică cu puncte cuantice de 100 GHz capabil să funcționeze stabil la temperaturi extreme de până la 140 de grade. Acest dispozitiv realizează progrese în ceea ce privește temperatura de funcționare, capacitatea de transmisie și fiabilitatea, oferind o soluție critică de sursă de lumină pentru viitoarele interconexiuni optice la nivel de Tbps-.
Cercetarea demonstrează valori de performanță remarcabile: la temperatura camerei (25 de grade), laserul atinge o lățime de bandă optică de 3 dB de 14,312 nm, capabilă să genereze 26 de canale. Fiecare canal poate transporta un semnal modulat PAM-4 de 128 Gb/s. Dispozitivul menține modul stabil de blocare-până la 140 de grade . La 85 de grade -un standard industrial-de temperatură înaltă-, valorile sale cheie de performanță arată o degradare neglijabilă, susținând funcționarea stabilă a 22 de canale pentru un debit total de date de 2,816 Tb/s. Simultan, consumul său de energie pe bit transmis este de până la 0,394 pJ la 25 de grade și 0,532 pJ la 85 de grade. Testele de îmbătrânire accelerată care depășesc 1.500 de ore la 85 de grade indică un timp mediu până la eșec (MTTF) de 207 ani, îndeplinind pe deplin cerințele stricte de aplicare comercială.
Această lucrare nu numai că demonstrează experimental fezabilitatea realizării simultane de piepteni de frecvență optică cu punct cuantic cu punct cuantic cu integrare înaltă pe un singur cip, dar oferă, de asemenea, o cale de implementare a surselor optice de interconectare puternică, eficientă, de cost{6}. centre de date de -generație următoare și clustere de calcul cu inteligență artificială.
