محققان کره جنوبی با موفقیت فناوری تولید انبوه لیزرهای نقطه کوانتومی را توسعه دادند که به طور گسترده در مراکز داده و ارتباطات کوانتومی استفاده می شود. این پیشرفت راه را برای کاهش هزینه تولید لیزرهای نیمه هادی به یک ششم سطح فعلی هموار می کند.
موسسه تحقیقات الکترونیک و ارتباطات از راه دور (ETRI) اعلام کرد که فناوری تولید انبوه لیزر نقطه کوانتومی را با استفاده از سیستم رسوب بخار شیمیایی آلی فلزی (MOCVD) برای اولین بار در کره توسعه داده است.
بخش تحقیقات اجزای ارتباط نوری ETRI با موفقیت دیودهای لیزر نقطه کوانتومی آرسنید ایندیم/آرسنید گالیم (InAs/GaAs) را بر روی بسترهای آرسنید گالیم (GaAs) برای باند طول موج 1.3 میکرومتر مورد استفاده در ارتباطات نوری توسعه داده است.
به طور سنتی، دیودهای لیزر نقطه کوانتومی با استفاده از فناوری اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE) تولید میشوند، اما این روش به دلیل سرعت رشد پایین آن ناکارآمد است و تولید انبوه را به چالش میکشد. با استفاده از MOCVD که بازده تولید بالاتری دارد، تیم تحقیقاتی راندمان تولید لیزرهای نقطه کوانتومی را تا حد زیادی بهبود بخشیده است. لیزرهای نقطه کوانتومی به دلیل ویژگیهای دمایی عالی و تحمل قوی در برابر عیوب زیرلایه شناخته میشوند، که اجازه میدهد سطح زیرلایه بزرگتری داشته باشد و در نتیجه مصرف برق و هزینههای تولید را کاهش میدهد.
فناوری ساخت نقاط کوانتومی جدید توسعه یافته دارای چگالی بالا و یکنواختی خوبی است. لیزر نیمه هادی نقطه کوانتومی تولید شده می تواند به طور مداوم در دمای 75 درجه سانتیگراد کار کند که نشان می دهد فناوری MOCVD به نتایج برجسته جهانی دست یافته است.
پیش از این، تجهیزات ارتباطی نوری از بسترهای گران قیمت ایندیوم فسفید 2-اینچ (InP) استفاده میکردند که منجر به هزینههای ساخت بالا میشد. فناوری جدید از بسترهای آرسنید گالیم استفاده می کند که قیمت آنها کمتر از یک سوم بسترهای InP است و انتظار می رود هزینه تولید لیزرهای نیمه هادی ارتباطی را به کمتر از یک ششم کاهش دهد.
این فناوری قادر به استفاده از بسترهای بزرگ است، بنابراین می تواند زمان فرآیند و هزینه مواد را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.
این تیم تحقیقاتی قصد دارد این فناوری را برای بهبود قابلیت اطمینان و انتقال آن به شرکت های ارتباطات نوری داخلی بیشتر بهینه سازی و تأیید کند. این شرکت ها از طریق کارخانه ریخته گری نیمه هادی ETRI برای تسریع در تجاری سازی، پشتیبانی از فناوری و زیرساخت کلیدی دریافت خواهند کرد.
انتظار می رود کاهش زمان توسعه و هزینه های تولید، رقابت پذیری قیمت محصول را افزایش دهد و به طور بالقوه سهم بازار بین المللی را افزایش دهد. انتظار می رود این پیشرفت توسعه صنعت قطعات ارتباطات نوری داخلی را ارتقا دهد.
در جامعه مدرن، ارتباطات نوری صنعت ستون ما است. این دستاورد تیم تحقیقاتی تحولی در توسعه منابع نور، اتصال ساختمان های آپارتمانی به شهرهای بزرگ و کابل های نوری زیردریایی ایجاد خواهد کرد.
پروفسور Dae Myung Geum از دانشگاه ملی Chungbuk، یکی از شرکت کنندگان در این تحقیق، گفت: "فناوری تولید انبوه نقاط کوانتومی می تواند به طور قابل توجهی هزینه تولید تجهیزات ارتباط نوری گران قیمت را کاهش دهد و رقابت مولفه ارتباط نوری کشور را بهبود بخشد. صنعت، و کمک بزرگی به تحقیقات علمی پایه است.» دکتر هو سونگ کیم از بخش تحقیقات اجزای ارتباطات نوری ETRI گفت: "این دستاورد تحقیقاتی بهترین نمونه برای تضمین دوام تجاری و نوآوری اساسی است و پتانسیل تغییر پارادایم صنعت لیزرهای نیمه هادی ارتباطات نوری را دارد."
