Ученые из Университета штата Иллинойс (University of Illinois at Urbana-Champaign) недавно представили свое последнее открытие - транзисторный лазер. По их же заявлениям, новинка может работать не только как обыкновенный лазер (оптический генератор), но и в качестве уникального нелинейного высокочастотного процессора сигналов, оборудованного двумя входами и двумя выходами.
Scanning electron microscope image of a dual-input heterojunction bipolar transistor laser (HBTL) on a Cu heat sink acting as frequency mixer for up and down conversion. The image shows a cleaved, front to back, segment of the laser crystal with emitter (E), base (B), and collector (C) metallization as shown. The laser output is shown schematically as hV and the electrical output as Vout. Both output signals produce integer multiples (mixing) of the input signals at frequencies mf1 +nf2.
Изменяя конфигурацию резонаторов, ученые перевели транзистор из режима спонтанной эмиссии в вынужденную. Вынужденная эмиссия изменяет характеристики транзистора, давая около "лазерного порога" область полезной в данном случае нелинейности. Добившись данного режима работы устройства, они не только получили одновременно два сигнала на выходе - оптический и электрический, но и смогли смешивать до сих пор не смешиваемые сигналы, по-разному управлять ими и преобразовывать друг в друга оптическую и электрическую составляющие.
В качестве доказательства своих исследований, ученые продемонстрировали процесс смешения сигналов с частотами 2.1 и 2.0 ГГц. Предложенный ими прибор позволяет смешивать колебания с частотами от 0.1 до 8.4 ГГц.
Подобное устройство отрывает широкие перспективы перед средствами оптических телекоммуникаций. Кстати, данная технология позволит заменить обычные "дорожки" (или провода) между микросхемами на плате оптическими.
