Los láseres pulsados ​​emiten luz repetidamente durante un corto período de tiempo como si parpadearan. Tienen la ventaja de enfocar más energía que un láser de onda continua, cuya intensidad se mantiene sin cambios en el tiempo. Si las señales digitales se cargan en un láser pulsado, cada pulso puede codificar un bit de datos. En este sentido, cuanto mayor sea la tasa de repetición, cuanto mayor sea la cantidad de datos que se pueden transmitir. Sin embargo, Los láseres de pulsos convencionales basados ​​en fibra óptica han tenido típicamente una limitación para aumentar el número de pulsos por segundo por encima del nivel de MHz.

El Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) anunció que el equipo de investigación dirigido por el Investigador Principal Dr. Yong-Won Song en el Centro de Materiales y Dispositivos Optoelectrónicos pudo generar pulsos de láser a una velocidad de al menos 10, 000 veces superior al estado de la técnica. Este logro se logró insertando un resonador adicional que contiene grafeno en un oscilador láser pulsado de fibra óptica que opera en el dominio de femtosegundos (10 ^-15 segundos). Se espera que las velocidades de transmisión y procesamiento de datos aumenten significativamente al aplicar este método a las comunicaciones de datos.

El equipo de investigación de KIST señaló que las características de la longitud de onda y la intensidad de la luz láser que cambian con el tiempo están correlacionadas (transformada de Fourier). Si se inserta un resonador en el oscilador láser, la longitud de onda del láser pulsado se filtra periódicamente, modificando así el patrón de cambio de intensidad del láser. Basado en esta investigación de antecedentes, El investigador principal Song sintetizó grafeno, que tiene las características de absorber y eliminar la luz débil y amplificar la intensidad pasando solo luz fuerte al resonador. Esto permite que el cambio de intensidad del láser se controle con precisión a un ritmo elevado, y así la tasa de repetición de pulsos podría incrementarse a un nivel más alto.

Es más, el grafeno se sintetiza típicamente en la superficie de un metal catalítico, y luego el producto se separa del catalizador y se transfiere a la superficie de un sustrato deseado. En este proceso, Normalmente ha existido el problema de que el grafeno está dañado o se introducen impurezas. El equipo de investigación de KIST antes mencionado resolvió el problema de la reducción de la eficiencia que se produce durante el proceso de fabricación formando grafeno directamente sobre la superficie de un alambre de cobre. que se puede obtener fácilmente, y cubriendo además el cable con una fibra óptica para su uso como resonador.

Como resultado, fue posible obtener una tasa de repetición de 57,8 GHz, superando así las limitaciones de los láseres pulsados ​​en términos de tasa de repetición, típicamente restringido a MHz. Además, la característica del grafeno de que el calor se genera localmente cuando se absorbe el láser, se aprovechó para ajustar las características del resonador de grafeno aplicando un láser adicional al dispositivo.

El investigador Seong-Jae Lee de KIST dijo:"En el escenario actual, en el que la demanda de tráfico de datos aumenta exponencialmente, Se espera que los láseres de pulsos ultrarrápidos que operan a una velocidad ultrarrápida y admiten características de sintonización proporcionen un nuevo enfoque para adaptarse a este escenario de procesamiento de datos que cambia rápidamente ". quién ha dirigido esta investigación, agregó:"Esperamos que el desarrollo de láseres de pulsos ultrarrápidos basados ​​en resonadores y grafeno traerá nuestro liderazgo en el desarrollo de tecnología y el mercado relacionado dentro del campo de los dispositivos de información óptica basados ​​en nanomateriales".