Amplificatorul de ultimă generație ar putea duce la „super lasere” care fac internetul de 10 ori mai rapid

Oamenii de știință au dezvoltat un nou tip de laser Amplificator care poate transmite informații de 10 ori mai rapid decât tehnologia curentă.

Amplificatoarele cu laser stimulează intensitatea fasciculelor ușoare. Acest amplificator particular obține o creștere de zece ori a vitezei de transmisie prin extinderea lățimii de bandă sau a lungimilor de undă ale luminii, la care laserele pot transmite informații.

Cantitatea de informații pe care o generăm și pe care o transmitem crește în fiecare zi. Datorită proliferării serviciilor de streaming, a dispozitivelor inteligente și a AI generative, Nokia Bell Labs prevăzute în acestea Raport global de trafic de rețea că cantitatea de trafic de date se va dubla până în 2030.

Sistemele de telecomunicații bazate pe optice actuale transmit informații prin trimiterea de impulsuri de lumină laser prin cabluri cu fibră optică, care sunt șuvițe subțiri de sticlă. Capacitatea – cantitatea de informații care pot fi transmise – este determinată de lățimea de bandă a amplificatorului (lungimile de undă ale luminii pe care le poate amplifica). Pe măsură ce traficul de date crește, lățimea de bandă devine, prin urmare, crucială.

Majoritatea laserelor utilizate pentru telecomunicații moderne, cum ar fi comunicațiile pe internet, necesită un amplificator. Acestea funcționează printr -un proces numit emisie stimulată, care folosește un foton care a intrat pentru a stimula eliberarea unui alt foton cu aceeași energie și direcție.

Oamenii de știință au conceput acum un nou tip de tehnologie laser care poate transmite informații folosind o tehnologie numită amplificare optică de înaltă eficiență. Cercetătorii și -au publicat concluziile pe 9 aprilie în Jurnal Natură.

“Amplificatoarele utilizate în prezent în sistemele de comunicare optică au o lățime de bandă de aproximativ 30 de nanometri”, autorul principal Peter Andreksonprofesor de fotonică la Chalmers University of Technology din Suedia, spus într -o declarație. „Cu toate acestea, amplificatorul nostru se mândrește cu o lățime de bandă de 300 de nanometri, permițându -i să transmită de zece ori mai multe date pe secundă decât cele ale sistemelor existente.”

Noul amplificator este fabricat din nitrură de siliciu, un material ceramic întărit, care este rezistent la temperaturi ridicate. Amplificatorul folosește ghiduri de undă în formă de spirală pentru a direcționa eficient impulsurile laser pentru a elimina anomaliile din semnal. Tehnologia a fost, de asemenea, miniaturizată, astfel încât mai multe amplificatoare să se potrivească pe un cip mic.

Înrudite: Calculatoarele cuantice de ultimă generație ar putea fi alimentate folosind cip cu lasere cu energie mare, făcute de 10.000 de ori mai mici

Cercetătorii au ales ghidurile de undă spirale peste alte tipuri de ghiduri de undă, deoarece permit crearea căilor optice mai lungi într -o zonă mică. Acest lucru îmbunătățește efectele utile, cum ar fi amestecarea în patru unde, care apare atunci când două sau mai multe frecvențe optice sunt combinate împreună pentru a amplifica ieșirea cu zgomot minim (interferență externă care poate perturba calitatea semnalului).

Deoarece viteza luminii este constantă, lumina laser în sine nu călătorește mai repede decât cea din laserele convenționale. Cu toate acestea, lățimea de bandă mai mare permite noului amplificator să transmită de 10 ori mai multe date decât laserele convenționale.

Amplificatorul funcționează în prezent într-o gamă de lungime de undă de 1.400 până la 1.700 nanometre, care se află în intervalul infraroșu cu undă scurtă. Următoarea etapă a cercetării va fi să vedem cum funcționează pe alte lungimi de undă, cum ar fi cele pentru lumină vizibilă (400 până la 700 de nanometri) și o gamă mai largă de lumină infraroșie (2.000 până la 4.000 de nanometri).

Noul amplificator are mai multe aplicații potențiale, inclusiv imagini medicale, holografie, spectroscopie și microscopie, potrivit declarației. Miniaturizarea tehnologiei ar putea face, de asemenea, lasere pentru aplicații bazate pe lumină mai mici și mai accesibile.

“Ajustări minore ale proiectării ar permite amplificarea luminii vizibile și infraroșii”, a spus Andrekson. “Acest lucru înseamnă că amplificatorul ar putea fi utilizat în sisteme laser pentru diagnosticare medicală, analiză și tratament. O lățime mare de bandă permite analize și imagini mai precise ale țesuturilor și organelor, facilitând detectarea anterioară a bolilor.”

Peter este un inginer calificat de grad și jurnalist independent cu experiență, specializat în știință, tehnologie și cultură. El scrie pentru o varietate de publicații, inclusiv BBC, Computer Weekly, IT Pro, The Guardian și The Independent. A lucrat ca jurnalist de tehnologie de peste zece ani. Peter are o diplomă în inginerie asistată de computer de la Universitatea Sheffield Hallam. A lucrat atât în ​​sectoarele de inginerie, cât și în arhitectură, cu diverse companii, inclusiv Rolls-Royce și Arup.