Drömmen för fiberoptiska accessnät är laserdioder som klarar ett stort temperaturintervall utan att kräva aktiv kylning. Chalmers fotoniklabb har utvecklat en laser med rekordprestanda även vid höga temperaturer.
– Ingen annan har kunnat visa upp lasrar som har ett lika litet temperaturberoende vid samma höga datahastigheter som oss. Det gäller även resultat från andra forskargrupper, säger Anders Larsson, professor och forskningsledare vid fotoniklabbet på Chalmers.Lasrarna som man tagit fram kan moduleras vid 2,5 respektive 10 Gbit/s. Vid 2,5 Gbit/s fungerar de ända upp till 110°C, medan de vid 10 Gbit/s klarar 85°C. I båda fall har en konstant modulationsamplitud kunnat användas. Enbart drivströmmen har justerats för att hålla den optiska medeleffekten konstant när temperaturen varierar. Alternativa lasrar måste justera både ström och amplitud.
– Vi har faktiskt även kunnat visa att det går att modulera med 2,5 Gbit/s upp till 85°C då både modulationsamplitud och drivström är konstant, säger Anders Larsson.
Chalmers lasrar grundar sig på en relativ ny materialsammansättning: en blandning av gallium, indium, kväve och arsenik, GaInNAs, som tillverkas på GaAs-substrat.
Materialet framställs genom att man byter ut en liten del, cirka 2 procent, av ämnet arsenik i en halvledare mot kväve. Det gör att bandgapet minskar så pass mycket att man kan tillverka GaAS-baserade lasrar som emitterar vid 1,3 µm, som är den vanligaste våglängden i fiberoptiska accessnät. Traditionella laserdioder för fiberoptiska accessnät är tillverkade i indium-fosfor-baserade halvledarmaterial.
– Våra lasrar har så bra egenskaper att de är direkt intressanta för kommersiella tillämpningar. Innan dess måste man dock förvissa sig om att de är tillräckligt tillförlitliga och långtidsstabila.
– Materialet som vi använder har bara några år på nacken, men det finns ett företag i USA som använder det i en annan typ av laser, säger Anders Larsson.
Lasern har utvecklats inom ramen för ett projekt med stöd från Stiftelsen för Strategisk Forskning samt EU-projektet Fast Access. Båda projekten har cirka 1,5 år kvar innan de tar slut.
– Under den tiden ska vi göra tillförlitlighetstudier samtidig som vi har idéer på förbättringar som kan göras.