ドイツのボーフム大学の研究者らは、レーザーで情報をエンコードする新しい方法を開発したと発表した。この方法では光ファイバーで送信される帯域幅を毎秒240ギガビットまで高めることができるという。
対照的に、従来の光通信は現在、最大で40～50Gbps程度が限界となっている。
研究者らは、彼らのアプローチは従来のデータ転送方法に比べて消費電力が少なく、発生する熱も少ないと主張している。
今月初めにIEEE Spectrum誌に掲載された報告書では、スピントロニクス（電子の電荷に加え、その固有スピンを研究する分野）の光通信への応用について詳述されています。この分野の研究は、光の周波数だけでなく、キャリアスピンと円偏光を利用する「超高速スピンレーザー」の開発につながっています。
従来の光ファイバー通信では、1または0を表すビットは、強度の異なる光のパルス列を用いて符号化されます。偏光を導入することで、1は一方向に偏光した光で、0は反対方向に偏光した光で伝送できるようになります。
この技術を説明する論文は今月初めにネイチャー誌に掲載され、古い草稿はarXivで閲覧できる。
「私たちの研究成果は、従来の直接変調レーザーの主要な速度制限を克服し、次世代の低エネルギー超高速光通信への展望をもたらす」と概要には記されている。
英国の製造研究によりシリコンフォトニクスが促進される
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スピンレーザー技術は、比較的成功したシリコンフォトニクスを基盤としています。シリコンフォトニクス自体は比較的最近の研究分野であり、エンジニアが光学部品と電子部品を単一のマイクロチップに統合したハイブリッド半導体レーザーを作成することを可能にしました。
論文では、スピンレーザーが200GHzを超える室温での変調周波数を可能にし、「従来の最高の半導体レーザーをほぼ1桁上回る」ことを実証していると主張している。
研究チームは研究室で概念実証システムを構築したが、この技術が商用化されるまでには長い道のりがあることを認めている。また、この技術は長距離通信よりもデータセンターの相互接続においてより有用となる可能性が高いと付け加えた。
「今のところ、これはコンセプト段階です」と、ルール大学ボーフム校フォトニクス・テラヘルツ技術学科長のニルス・ゲルハルト氏はIEEE Spectrum誌に語った。「市販のデバイスを開発するまでには、まだ多くの研究が必要です。多くの課題が待ち受けています。」
データセンターにおけるスピントロニクスの応用はスピンレーザーだけではありません。例えば、マックスプランク微細構造物理学研究所所長であり、HDD容量を1000倍に増加させたスピンバルブ技術の開発者でもあるスチュアート・パーキン教授は現在、レーストラックメモリに取り組んでいます。これは、「スピン偏極」電流を利用して磁気情報をナノスケールのワイヤに書き込む新しいタイプの不揮発性メモリです。
昨年、パーキン氏は、この技術が製品化されるまであと5年だと語った。®
