นักวิทยาศาสตร์พัฒนารูปแบบใหม่ เลเซอร์ เครื่องขยายเสียงที่สามารถส่งข้อมูลเร็วกว่าเทคโนโลยีปัจจุบัน 10 เท่า

แอมพลิฟายเออร์เลเซอร์ช่วยเพิ่มความเข้มของลำแสง แอมพลิฟายเออร์พิเศษนี้สามารถเพิ่มความเร็วในการส่งผ่านโดยการขยายแบนด์วิดท์หรือความยาวแสงของแสงที่เลเซอร์สามารถส่งข้อมูลได้

จำนวนข้อมูลที่เราสร้างและส่งผ่านทุกวันเพิ่มขึ้น Nokia Bell Labs ทำนายการแพร่กระจายของบริการสตรีมมิ่งอุปกรณ์อัจฉริยะและ AI กำเนิดกำเนิด รายงานการรับส่งข้อมูลเครือข่ายทั่วโลก ภายในปี 2573 ปริมาณการรับส่งข้อมูลจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

ระบบโทรคมนาคมที่ใช้แสงในปัจจุบันถูกส่งโดยพัลส์ของแสงเลเซอร์ผ่านสายเคเบิลใยแก้วนำแสงซึ่งเป็นโซ่บาง ๆ ของแก้ว ความจุ (จำนวนข้อมูลที่สามารถส่งได้) ถูกกำหนดโดยแบนด์วิดท์ของเครื่องขยายเสียง (ความยาวคลื่นของแสงที่สามารถขยายได้) เมื่อปริมาณการใช้ข้อมูลเพิ่มขึ้นแบนด์วิดท์จึงมีความสำคัญ

เลเซอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมที่ทันสมัย ​​(เช่นการสื่อสารทางอินเทอร์เน็ต) ต้องใช้แอมพลิฟายเออร์ สิ่งเหล่านี้ดำเนินการโดยกระบวนการที่เรียกว่าการปล่อยการกระตุ้นซึ่งใช้โฟตอนที่เข้ามาเพื่อกระตุ้นการปล่อยโฟตอนอื่นด้วยพลังงานและทิศทางเดียวกัน

นักวิทยาศาสตร์ได้ออกแบบเทคโนโลยีเลเซอร์รูปแบบใหม่ที่สามารถส่งข้อมูลโดยใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่าการขยายแสงที่มีประสิทธิภาพ นักวิจัยตีพิมพ์ผลการวิจัยในวารสาร 9 เมษายน ธรรมชาติ–

“แบนด์วิดท์ของเครื่องขยายเสียงที่ใช้ในระบบการสื่อสารด้วยแสงอยู่ที่ประมาณ 30 นาโนเมตร” ผู้เขียนหลัก Peter Andreksonศาสตราจารย์โฟโตนิกส์ที่มหาวิทยาลัยเทคนิค Chalmers ในสวีเดน ในแถลงการณ์กล่าว– “แต่เครื่องขยายเสียงของเรามีแบนด์วิดท์ 300 นาโนเมตรทำให้ส่งข้อมูล 10 เท่าต่อวินาทีนั่นคือข้อมูลของระบบที่มีอยู่”

แอมพลิฟายเออร์ใหม่ทำจากซิลิกอนไนไตรด์ซึ่งเป็นวัสดุเซรามิกที่ทนต่ออุณหภูมิสูง แอมพลิฟายเออร์ใช้ท่อนำคลื่นเกลียวเพื่อชี้นำพัลส์เลเซอร์อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อกำจัดความผิดปกติออกจากสัญญาณ เทคโนโลยีได้รับการย่อขนาดเพื่อให้แอมพลิฟายเออร์หลายตัวสามารถปรับให้เข้ากับชิปขนาดเล็กได้

ที่เกี่ยวข้อง: คอมพิวเตอร์ควอนตัมรุ่นต่อไปสามารถใช้พลังงานได้โดยใช้ชิปที่มีเลเซอร์พลังงานสูงทำให้เล็กลง 10,000 เท่า

นักวิจัยเลือกท่อนำคลื่นแบบเกลียวมากกว่าประเภทท่อนำคลื่นอื่น ๆ เพราะพวกเขาสามารถสร้างเส้นทางแสงที่ยาวขึ้นในพื้นที่ขนาดเล็ก สิ่งนี้จะช่วยเพิ่มผลกระทบที่เป็นประโยชน์เช่นการผสมคลื่นสี่คลื่นซึ่งเกิดขึ้นเมื่อความถี่ออพติคอลสองครั้งขึ้นไปรวมเข้าด้วยกันเพื่อรวมกับเสียงรบกวนน้อยที่สุด (สัญญาณรบกวนภายนอกที่สามารถทำลายคุณภาพของสัญญาณ)

เนื่องจากความเร็วของแสงคงที่แสงเลเซอร์เองจะไม่แพร่กระจายเร็วกว่าเลเซอร์ทั่วไป อย่างไรก็ตามแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่ช่วยให้แอมพลิฟายเออร์ใหม่ส่งข้อมูล 10 เท่าของเลเซอร์แบบดั้งเดิม

ขณะนี้แอมพลิฟายเออร์ทำหน้าที่ในช่วงแสง 1,400 ถึง 1,700 นาโนเมตรซึ่งอยู่ในช่วงอินฟราเรดคลื่นสั้น ขั้นตอนต่อไปของการศึกษาคือการดูว่ามันทำงานได้อย่างไรกับความยาวคลื่นอื่น ๆ เช่นความยาวคลื่นของแสงที่มองเห็นได้ (400 ถึง 700 นาโนเมตร) และแสงอินฟราเรดที่กว้างขึ้น (2,000 ถึง 4,000 นาโนเมตร)

แอมพลิฟายเออร์ใหม่มีแอพพลิเคชั่นที่มีศักยภาพหลายอย่างรวมถึงการถ่ายภาพทางการแพทย์โฮโลแกรมสเปกโทรสโกปีและกล้องจุลทรรศน์ การย่อขนาดเล็กของเทคโนโลยีนี้อาจทำให้แอปพลิเคชันที่มีขนาดเล็กลงและราคาไม่แพงมากขึ้น

“ การปรับขนาดเล็ก ๆ ในการออกแบบยังสามารถขยายแสงที่มองเห็นได้และแสงอินฟราเรด” Andrixson กล่าว “นี่หมายความว่าแอมพลิฟายเออร์สามารถใช้ในระบบเลเซอร์สำหรับการวินิจฉัยทางการแพทย์การวิเคราะห์และการรักษาแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่ช่วยให้สามารถวิเคราะห์และถ่ายภาพเนื้อเยื่อและอวัยวะที่แม่นยำยิ่งขึ้น