Учёные из Технологического университета Чалмерса (Швеция) представили лазерный усилитель нового поколения, способный увеличить пропускную способность оптоволоконных систем в десять раз. Разработка, опубликованная 9 апреля в Nature, может радикально повлиять на скорость передачи данных и открыть путь к новым медицинским и коммуникационным технологиям.
Расширенная полоса пропускания
Ключевая особенность усилителя — его чрезвычайно широкая полоса пропускания: 300 нанометров против 30 нм у современных усилителей. Это позволяет одновременно передавать больше оптических каналов и, следовательно, в разы увеличить объём передаваемых данных.
«Наш усилитель обеспечивает десятикратное увеличение пропускной способности благодаря расширению диапазона длин волн, которые он может усиливать», — пояснил Питер Андрексон, профессор фотоники и ведущий автор исследования.
Технологическая основа
Устройство изготовлено из нитрида кремния — термостойкого и надёжного материала, широко применяемого в фотонике. Для направления света применены спиральные волноводы, которые позволяют создавать длинные оптические пути на компактной площади микрочипа. Это усиливает нелинейные эффекты, такие как четырёхволновое смешение, повышающее выходной сигнал с минимальным шумом.
Миниатюризация и масштабируемость
Разработка легко интегрируется в чипы, благодаря своей компактности. Это делает её перспективной как для телекоммуникационной инфраструктуры, так и для встраиваемых медицинских устройств и систем визуализации.
Применения и перспективы
Сейчас усилитель работает в инфракрасном диапазоне (1400–1700 нм), но учёные планируют адаптировать его для работы и с другими длинами волн, включая видимый свет. Это открывает возможности применения в:
- медицинской визуализации и диагностике,
- спектроскопии и голографии,
- квантовых коммуникациях,
- компактных высокоэнергетических лазерных системах.
Андрексон подчёркивает, что улучшенные параметры усилителя особенно важны для диагностики и раннего выявления заболеваний, где требуется высокая точность визуализации тканей и органов.
Больше интересного – на медиапортале https://www.cta.ru/