激光技术初创公司 Enlightra 与 DESY Hamburg 合作开发设计更稳定、更高效的梳状激光器。这项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。该技术比传统的自注塑锁定技术有了显著改进，可以使用标准光刻生产。
梳状激光器是多种颜色的光源，等距范围为 100 GHz 至 1 THz。该技术对于光通信实现人工智能应用所需的数据具有很高的价值。
梳状激光器实用性的关键方面之一是其颜色纯度。虽然激光看起来颜色非常纯净，但在大多数情况下，光束由许多不同色调的非常相似的颜色组成。在光通信等应用中，希望有一种激光器能够发出许多非常纯净的不同颜色。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，自注入锁定一直是标准方法。该方法利用环形谐振器来滤除噪声。通过瑞利反向散射，光从环内的随机缺陷中反射回来，并被送回激光器进行注入锁定。
“依赖随机缺陷的问题在于，它们可以依赖于颜色，而且它们不是很强，”Englightra的联合创始人、该论文的作者之一John Jost说。“有一些限制，你希望将更多的光发送回激光器，因为这对注射锁定有很大帮助。”
该研究的主要进展之一是设计光如何在环形谐振器内向后散射。他们通过设计戒指的内表面来实现这一目标，该图案仅强烈散射一种特定颜色。Jost告诉Photonics Media，当光线在环周围移动时，它会感觉到图案，并能够发送比通常更多的光进行注入锁定。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。他们使用半导体半导体激光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。实际谐振器内置于集成光子芯片中，带有氮化硅光子晶体环谐振器，嵌入二氧化硅包层中。
“这项工作中使用的光子集成电路是在工业代工厂制造的，因此该技术已经准备好扩大规模，”Jost说。“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根据我们的需求定制梳状激光光谱。”
激光器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，如生成式人工智能，以及新型分解计算机和内存架构。
根据Jost的说法，他和他的团队已经有了比他们可能尝试的更多的想法。
该研究发布在Nature Photonics上。
