Les lasers pulsés émettent de la lumière à plusieurs reprises pendant une courte période comme s'ils clignotaient. Ils ont l'avantage de focaliser plus d'énergie qu'un laser à onde continue, dont l'intensité reste inchangée dans le temps. Si des signaux numériques sont chargés dans un laser pulsé, chaque impulsion peut coder un bit de données. A cet égard, plus le taux de redoublement est élevé, plus la quantité de données pouvant être transmise est importante. Cependant, les lasers pulsés à base de fibre optique conventionnels ont généralement eu une limitation dans l'augmentation du nombre d'impulsions par seconde au-dessus du niveau MHz.

L'Institut coréen des sciences et de la technologie (KIST) a annoncé que l'équipe de recherche dirigée par le chercheur principal, le Dr Yong-Won Song au Center for Opto-Electronic Materials and Devices était capable de générer des impulsions laser à une fréquence d'au moins 10, 000 fois supérieur à l'état de l'art. Cette réalisation a été accomplie en insérant un résonateur supplémentaire contenant du graphène dans un oscillateur laser pulsé à fibre optique qui fonctionne dans le domaine des femtosecondes (10 ^-15 secondes). Les vitesses de transmission et de traitement des données devraient augmenter considérablement en appliquant cette méthode aux communications de données.

L'équipe de recherche KIST a noté que les caractéristiques de la longueur d'onde et de l'intensité de la lumière laser qui changent au fil du temps sont corrélées (transformée de Fourier). Si un résonateur est inséré dans l'oscillateur laser, la longueur d'onde du laser pulsé est filtrée périodiquement, modifiant ainsi le modèle de changement d'intensité laser. Sur la base de cette recherche de base, Le chercheur principal Song a synthétisé du graphène, qui a les caractéristiques d'absorber et d'éliminer la lumière faible et d'amplifier l'intensité en ne faisant passer que la lumière forte dans le résonateur. Cela permet de contrôler avec précision le changement d'intensité du laser à un taux élevé, et ainsi le taux de répétition des impulsions pourrait être augmenté à un niveau plus élevé.

Par ailleurs, le graphène est généralement synthétisé à la surface d'un métal catalytique, puis le produit est séparé du catalyseur et transféré à la surface d'un substrat souhaité. Dans ce processus, il y a généralement eu le problème que le graphène est endommagé ou que des impuretés sont introduites. L'équipe de recherche KIST susmentionnée a résolu le problème de l'efficacité réduite survenant pendant le processus de fabrication en formant du graphène directement sur la surface d'un fil de cuivre, qui est facilement accessible, et recouvrir en outre le fil d'une fibre optique pour son utilisation en tant que résonateur.

Par conséquent, il a été possible d'obtenir un taux de répétition de 57,8 GHz, surmontant ainsi les limitations des lasers pulsés en termes de taux de répétition, généralement limité à MHz. En outre, la caractéristique du graphène telle que de la chaleur est générée localement lorsque le laser est absorbé, a été exploité pour régler les caractéristiques du résonateur au graphène en appliquant un laser supplémentaire à l'appareil.

Le chercheur Seong-Jae Lee du KIST a déclaré :« Dans le scénario actuel, dans laquelle la demande de trafic de données augmente de façon exponentielle, les lasers pulsés ultra-rapides fonctionnant à ultra-haute vitesse et admettant des caractéristiques de réglage devraient fournir une nouvelle approche pour s'adapter à ce scénario de traitement de données en évolution rapide." Chercheur principal Song, qui a mené cette recherche, a ajouté :« Nous prévoyons que le développement de lasers pulsés ultra-rapides basés sur des résonateurs et du graphène apportera notre avance dans le développement technologique et le marché connexe dans le domaine des dispositifs d'information optique à base de nanomatériaux. »