'Laser arcobaleno' a basso costo: una scoperta casuale che cambierà il mondo dei data center

Una scoperta del tutto involontaria potrebbe ridefinire l'infrastruttura dei data center e le reti ottiche alla base dell'intelligenza artificiale. Alla Columbia University, Michal Lipson ha sviluppato un chip fotonico capace di generare un "laser arcobaleno" ordinato, le cui frequenze si presentano perfettamente distanziate (tecnicamente, una frequency-comb).

Questo aggregato di fasci consente di moltiplicare la capacità di trasmissione dei dati all'interno di un singolo canale in fibra ottica. Ogni fascio di frequenze rappresenta un flusso indipendente, permettendo di inviare decine di segnali simultanei senza interferenze. Finora la generazione di comb ottici richiedeva laser industriali costosi e ingombranti, ma il gruppo guidato da Lipson è riuscito a miniaturizzare l'intero sistema su un chip compatto.

L'idea è nata durante alcuni test su laser ad alta potenza progettati per migliorare i sensori LiDAR. "Quando abbiamo spinto la potenza al massimo, il fascio ha cominciato a comportarsi in modo imprevisto: generava spontaneamente una serie di frequenze ordinate, un vero e proprio pettine di luce" racconta Andres Gil-Molina, oggi ingegnere capo di Xscape Photonics.

Il passo successivo è stato risolvere il problema della coerenza del fascio, tipicamente rumoroso nei laser multimodali. Grazie a un locking mechanism ottico, il team ha "purificato" la luce, ottenendo un segnale stabile e regolare. Da qui, il chip è riuscito a suddividere il raggio in decine di tonalità ordinate, creando un'unica sorgente compatta, potente ed estremamente precisa.

Secondo i ricercatori, un solo chip potrà sostituire interi rack di laser separati, con benefici in termini di spazio, costo ed efficienza energetica. Il risultato è una tecnologia pensata per rispondere alla crescente richiesta di banda generata dall'espansione dell'intelligenza artificiale e delle architetture cloud moderne.

Le possibili applicazioni vanno ben oltre i data center: il chip potrebbe essere impiegato in spettrometri portatili, orologi ottici ad alta precisione, dispositivi quantistici e nei sistemi LiDAR di nuova generazione. "Vogliamo portare sorgenti di luce da laboratorio nel mondo reale, in dispositivi piccoli, efficienti e affidabili" ha concluso Gil-Molina.