Os lasers pulsados ​​emitem luz repetidamente por um curto período de tempo, como se estivessem piscando. Eles têm a vantagem de focar mais energia do que um laser de onda contínua, cuja intensidade é mantida inalterada ao longo do tempo. Se os sinais digitais forem carregados em um laser pulsado, cada pulso pode codificar um bit de dados. A este respeito, quanto maior a taxa de repetição, quanto maior a quantidade de dados que podem ser transmitidos. Contudo, lasers pulsados ​​baseados em fibra óptica convencionais normalmente têm uma limitação no aumento do número de pulsos por segundo acima do nível de MHz.

O Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KIST) anunciou que a equipe de pesquisa liderada pelo Pesquisador Sênior Dr. Yong-Won Song no Centro de Materiais e Dispositivos Optoeletrônicos foi capaz de gerar pulsos de laser a uma taxa de pelo menos 10, 000 vezes superior ao estado da arte. Esta conquista foi alcançada através da inserção de um ressonador adicional contendo grafeno em um oscilador de laser pulsado de fibra óptica que opera no domínio de femtossegundos (10 ^-15 segundos). Espera-se que as velocidades de transmissão e processamento de dados aumentem significativamente com a aplicação desse método às comunicações de dados.

A equipe de pesquisa do KIST observou que as características do comprimento de onda e intensidade da luz laser que mudam com o tempo são correlacionadas (transformada de Fourier). Se um ressonador for inserido no oscilador de laser, o comprimento de onda do laser pulsado é filtrado periodicamente, modificando assim o padrão de alteração da intensidade do laser. Com base nesta pesquisa de fundo, O pesquisador principal Song sintetizou grafeno, que tem as características de absorver e eliminar a luz fraca e amplificar a intensidade, passando apenas a luz forte para o ressonador. Isso permite que a mudança de intensidade do laser seja controlada com precisão em uma taxa alta, e assim a taxa de repetição de pulsos pode ser aumentada para um nível mais alto.

Além disso, o grafeno é normalmente sintetizado na superfície de um metal catalítico, e então o produto é separado do catalisador e transferido para a superfície de um substrato desejado. Nesse processo, normalmente tem havido o problema de que o grafeno é danificado ou impurezas são introduzidas. A equipe de pesquisa KIST acima mencionada resolveu o problema de redução da eficiência que ocorre durante o processo de fabricação, formando grafeno diretamente na superfície de um fio de cobre, que é facilmente obtido, e ainda cobrindo o fio com uma fibra óptica para seu uso como um ressonador.

Como resultado, foi possível obter uma taxa de repetição de 57,8 GHz, superando assim as limitações dos lasers pulsados ​​em termos de taxa de repetição, normalmente restrito a MHz. Além disso, a característica do grafeno de modo que o calor é gerado localmente quando o laser é absorvido, foi explorado para ajustar as características do ressonador de grafeno aplicando um laser adicional ao dispositivo.

O pesquisador Seong-Jae Lee da KIST disse:“No cenário atual, em que a demanda por tráfego de dados está aumentando exponencialmente, Espera-se que lasers pulsados ​​ultrarrápidos operando em velocidade ultrarrápida e admitindo características de sintonia forneçam uma nova abordagem para se adaptar a este cenário de processamento de dados em rápida mudança. "Principal Pesquisador Song, quem liderou esta pesquisa, acrescentou:"Esperamos que o desenvolvimento de lasers pulsados ​​ultrarrápidos baseados em ressonadores e grafeno traga nossa liderança no desenvolvimento de tecnologia e mercado relacionado no campo de dispositivos de informação ótica baseados em nanomateriais."