Chip de VCSEL holográfico dinámico de GHz mediante multiplexación de modos por dirección de corriente

Área de la Ciencia:

• Optoelectrónica
• Fotónica
• Ingeniería de Láser

Sus antecedentes:

• Los modos espaciales de alto orden en los láseres de emisión superficial de cavidad vertical (VCSEL) generalmente se suprimen para mantener la calidad del haz.
• Sin embargo, estos modos poseen potencial como portadores de información independientes.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método para utilizar modos espaciales de alto orden en VCSEL para mejorar la capacidad de información.
• Permitir la reconfigurabilidad dinámica en sistemas holográficos a través de la multiplexación de modos dirigida por corriente.

Principales métodos:

• Se desarrolló la holografía de multiplexación de modos dirigida por corriente para VCSEL multimodo.
• Se logró la integración monolítica de hologramas multiplexados impresos con nanoimpresión láser con chips VCSEL.
• Se controlaron los componentes de momento angular orbital (OAM) a través de la corriente de inyección.

Principales resultados:

• Se demostró una mayor capacidad del canal de información a través de componentes dominantes de OAM dependientes de la corriente de inyección.
• Se logró una pantalla 3D dinámica utilizando una matriz de chips VCSEL 2x2 con un área unitaria de ~100x100 μm².
• Se reportó una frecuencia de actualización ultrarrápida de ~1.93 GHz, la velocidad de conmutación holográfica más rápida para un sistema a escala de chip hasta la fecha.

Conclusiones:

• Se estableció una nueva plataforma para sistemas optoelectrónicos holográficos miniaturizados.
• La tecnología permite la manipulación dinámica del campo de luz con una velocidad y compacidad sin precedentes.
• Abre el camino para dispositivos portátiles/vestibles, interconexiones de alta velocidad y sistemas avanzados de realidad virtual/aumentada con menor latencia.