Революционный усилитель может привести к созданию «суперлазеров», которые сделают интернет в 10 раз быстрее
Ученые разработали усилитель, который может передавать в 10 раз больше информации в секунду, чем современные оптоволоконные системы, что может быть полезно для лечения и диагностики в медицине.
Новый тип лазерного усилителя может передавать информацию в 10 раз быстрее, чем существующие технологии.
Лазерные усилители увеличивают интенсивность световых лучей. Этот конкретный усилитель обеспечивает десятикратное увеличение скорости передачи за счет расширения полосы пропускания, или длины волн света, на которых лазеры могут передавать информацию.
Объем информации, которую мы генерируем и передаем, растет с каждым днем. В связи с распространением потоковых сервисов, интеллектуальных устройств и генеративного искусственного интеллекта, Nokia Bell Labs в своем отчете о глобальном сетевом трафике прогнозирует, что к 2030 году объем данных удвоится.
Современные оптические телекоммуникационные системы передают информацию, посылая импульсы лазерного света по оптоволоконным кабелям, которые представляют собой тонкие стеклянные нити.
Пропускная способность — количество информации, которое может быть передано — определяется полосой пропускания усилителя (длинами волн света, которые он может усиливать). По мере увеличения трафика данных пропускная способность становится решающим фактором.
Большинство лазеров, используемых в современных телекоммуникациях, таких как интернет-связь, требуют усилителя. Они работают по принципу стимулированного излучения, при котором входящий фотон стимулирует выброс другого фотона с той же энергией и направлением.
Ученые разработали новый тип лазерной технологии, которая может передавать информацию с помощью технологии, называемой высокоэффективным оптическим усилением.
«Усилители, которые в настоящее время используются в оптических системах связи, имеют полосу пропускания примерно 30 нанометров»
«Наш усилитель, однако, может похвастаться полосой пропускания 300 нанометров, что позволяет ему передавать в десять раз больше данных в секунду, чем существующие системы».
Новый усилитель изготовлен из нитрида кремния, закаленного керамического материала, устойчивого к высоким температурам. Усилитель использует спиралевидные волноводы для эффективного направления лазерных импульсов с целью устранения аномалий из сигнала. Технология также была миниатюризирована, чтобы несколько усилителей могли поместиться на небольшом чипе.
Исследователи выбрали спиральные волноводы вместо других типов волноводов, потому что они позволяют создавать более длинные оптические пути на небольшой площади. Это усиливает полезные эффекты, такие как четырехволновое смешение, которое происходит, когда две или более оптических частот объединяются для усиления выходного сигнала с минимальным шумом (внешними помехами, которые могут нарушить качество сигнала).
Поскольку скорость света постоянна, сам лазерный свет не распространяется быстрее, чем из обычных лазеров. Однако большая полоса пропускания позволяет новому усилителю передавать в 10 раз больше данных, чем обычные лазеры.
В настоящее время усилитель работает в диапазоне длин волн от 1400 до 1700 нанометров, что соответствует коротковолновому инфракрасному диапазону. Следующим этапом исследования будет изучение его работы в других диапазонах длин волн, таких как видимый свет (от 400 до 700 нанометров) и более широкий диапазон инфракрасного света (от 2000 до 4000 нанометров).
Согласно заявлению, новый усилитель имеет множество потенциальных применений, включая медицинскую визуализацию, голографию, спектроскопию и микроскопию. Миниатюризация технологии также может сделать лазеры для световых приложений меньше и более доступными.
«Незначительные изменения в конструкции позволят усиливать также видимый и инфракрасный свет. Это означает, что усилитель можно будет использовать в лазерных системах для медицинской диагностики, анализа и лечения. Большая полоса пропускания позволяет проводить более точный анализ и визуализацию тканей и органов, что способствует более раннему выявлению заболеваний».
#технологиибудущего #лазер
Интересные короткие новости технологий в телеграмм канале: https://t.me/wifi_for_free
Подписывайтесь на канал чтобы не пропускать новые статьи!
Ставьте лайки, делайте репосты, если статья вам понравилась!