极端事件发生在许多可观察到的环境中。大自然是一个丰富的资源:汹涌澎湃的巨浪，季雨，野火等等。从气候科学到光学，物理学家们已经对极端事件的特征进行了分类，并将这一概念扩展到他们各自的专业领域。例如，极端事件可能发生在电信数据流中。在光纤通信中，跨洋系统可能发生大量的时空波动，突然的波动是必须加以抑制的极端事件，因为它可能会改变与物理层相关的组件或中断私人消息的传输。

量子级联光子器件。资料来源:Spitz et al.

最近，来自Télécom巴黎(法国)的研究人员与美国加州大学洛杉矶分校和德国达姆斯塔德理工大学的研究人员合作，在量子级联激光器中观察到了极端事件。这些极端事件的特征是巨大的脉冲，它可以为神经形态系统的交流提供必要的突然、尖锐的脉冲，这些神经形态系统受到大脑强大计算能力的启发。基于发射中红外光的量子级联激光器(QCL)，研究人员开发了一种比生物神经元运行速度快10000倍的基本光神经元系统。他们的报告发表在《高级光子学》杂志上。

Olivier Spitz (Télécom巴黎研究员，该论文的第一作者)指出，QCLs中的巨大脉冲可以通过添加“脉冲激发”成功触发，“脉冲激发”是一种短时间的小振幅偏置电流的增加。资深作者Frédéric Grillot是Télécom巴黎大学和新墨西哥大学的教授，他解释说，这种触发能力对于类似光学神经元系统的应用是至关重要的，这些系统需要在扰动的响应下触发光脉冲。

该团队的光神经元系统展示了与在生物神经元中观察到的行为类似的行为，如阈值化、相位尖峰和紧张性尖峰。调制和频率的微调允许控制尖峰之间的时间间隔。格里洛解释说:“神经形态系统需要一个强大的、超阈值的刺激来触发spike反应，而阶段性和紧张性的spike反应对应的是在刺激到达后单个或连续的spike放电。“为了复制各种生物神经元的反应，也需要中断与神经元活动相对应的有规律的连续爆发。”

格里洛指出，他的团队报告的研究结果表明，与标准二极管激光器或VCSELs相比，量子级联激光器的潜力越来越大，而后者目前需要更复杂的技术来实现神经形态特性。

量子级联激光器的首次实验证明是在1994年，它最初是为低温下使用而开发的。他们的发展迅速，可以在更高的温度下使用，直到室温。由于QCLs可以实现大量的波长(从3到300微米)，QCLs在许多工业应用中都有贡献，如光谱学、光学对抗和自由空间通信。

根据格里洛的说法，QCLs所涉及的物理原理与二极管激光器完全不同。“与二极管激光器相比，量子级联激光器的优势在于传导带状态(子带)之间的亚皮秒电子跃移，以及比光子寿命短得多的载流子寿命，”格里洛说。他说，量子cls在光反馈下表现出完全不同的光发射行为，包括但不限于巨脉冲的出现、激光对调制的响应以及频率梳动力学。