Дослідники зробили прорив у галузі управління терагерцовими квантовими каскадними лазерами, що може призвести до передачі даних зі швидкістю 100 Гбіт/с. А це приблизно в тисячу разів швидше, ніж швидкий Ethernet, що працює зі швидкістю 100 Мбіт/с. Що відрізняє терагерцеві квантові каскадні лазери від інших лазерів? Вони випромінюють світло в терагерцевому діапазоні електромагнітного спектра. Вони мають додатки в області спектроскопії, де вони використовуються в хімічному аналізі. Лазери також можуть, врешті-решт, забезпечити надшвидкий Інтернет з коротким інтервалом.

Щоб мати можливість відправляти дані через Інтернет з такими збільшеними швидкостями, лазери повинні дуже швидко модулюватися. Тобто вмикатися і вимикатися або пульсувати зі швидкістю близько 100 млрд раз в секунду. Інженери та вчені досі не змогли розробити спосіб, щоб досягнути цієї мети. Дослідницька група з Університету Лідса і Університету Ноттінгема вважає, що знайшла спосіб забезпечити надшвидку модуляцію, комбінуючи силу акустичних і світлових хвиль. Вони опублікували свої висновки в Nature Communications.

Квантовий каскадний лазер дуже ефективний. Коли електрон проходить через оптичний компонент лазера, він проходить через серію «квантових ям», де рівень енергії електрона падає і випромінюється фотон або імпульс світлової енергії. Один електрон здатний випромінювати кілька фотонів. Саме цей процес контролюється під час модуляції.

Замість використання зовнішньої електроніки команда дослідників з університетів Лідса та Ноттінгема використовували акустичні хвилі для вібрації квантових ям всередині квантового каскадного лазера. Акустичні хвилі генерувалися при впливі імпульсу іншого лазера на алюмінієву плівку. Це змусило плівку розширюватися і стискатися, посилаючи механічну хвилю через квантовий каскадний лазер.

«Ми віримо, що з подальшим уточненням ми зможемо розробити новий механізм для повного контролю випромінювання фотонів від лазера і, можливо, навіть інтегрувати структури, які генерують звук, з терагерцовий лазером, що зовнішнє джерело звуку не буде потрібно. Цей результат відкриває нову область для фізики та інженерії, що може мати реальне технологічне застосування».