物联网(IoT)使大量物理对象(如嵌入式电子、软件、传感器、驱动器和网络连接的终端设备、车辆和建筑物)之间的互连和数据传输成为可能。在5G和6G光网络中,高速和低延迟通信可以通过物联网实现各种端点之间的互连。此外,量子技术正在重塑互联网的未来,由于基于量子定律的新加密协议,量子技术提供了相当快的、在很大程度上更安全的数据传输。这些关键应用的经验法则是,它们都需要利用激光源以超高速执行复杂任务,并实现宽带、安全和高效的通信。
为了实现这些目标,量子点和量子点等低维半导体纳米结构是实现高性能激光器的最具吸引力和启发式的解决方案之一。在新发表的论文在光科学与应用程序中,一组科学家,由弗雷德里克·Grillot教授领导从电信巴黎,巴黎综合理工学院研究所,法国,和同事回顾了他们的最新发现纳米激光器利用一个活跃的地区由量子点和量子纳米结构。该研究证明了使用基于纳米结构的光发射器的重要性,并强调了这些光子器件对工业和 社会 的影响。这项工作的重要性是由于强大的世界范围内的学术合作者,所有的量子点技术专家。
“我们强调量子点和量子虚线激光器在低噪声 *** 作方面的潜力,因为它们具有低的居数反转因子、降低放大的自发发射噪声以及低线宽增强因子。窄线宽和低相对强度噪声的激光器需要用于相干通信、光学原子钟、频率合成、高分辨率光谱学和分布式传感系统。”
“由于在光子芯片上集成多个光电元件的紧密程度,硅上的异质集成混合半导体激光器的反射更敏感。我们已经证明了外延量子点激光器对光反馈的出色稳定性,这是推动硅芯片上无隔离传输发展的有史以来最伟大的成就。”他们补充道。
“量子点的另一个特殊特征是它们的大非线性光学响应速度快。使用直接生长在硅上的单个量子点激光器,有可能实现足够的四波混合转换效率,以展示亚皮秒脉冲持续时间和kHz频率梳线宽的自锁模。”
“未来可以考虑在量子技术中部署量子点,比如用于光的相干态和压缩态。特别是,压缩态可以用来取代受激噪声限制的激光源,因此在标准量子极限下工作的超低噪声振荡器在计量、光谱学和任何精密测量中都具有重要意义。此外,在依赖纠缠光子的量子密钥分配中,为了实现高速数据传输,需要一个大的压缩带宽。
“基于本文报告的结果,科学家、研究人员和工程师可以对自组装纳米结构的应用做出明智的判断,从基于硅的集成技术到量子信息系统。”
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