インターネットに接続するために使用される光学通信システムは、光を使用して情報を長距離に送信します。このようにして、データは介して送信されます 光繊維を介して高速で移動するレーザーパルス。
情報が高品質を維持し、ノイズで飽和しないことを確認するために、光学アンプが使用されます。このように、通信システムのデータ送信能力 それは主にアンプの帯域幅に依存します、つまり、処理できる光の波長の範囲に。
データトラフィックの急速な増加には、ますます多くの通信システムが必要です。今、 Natureで公開された研究、Chalmers Technological University（Sweden）の研究チームは、現在の光ファイバーシステムよりも1秒あたり10倍のデータを送信できる新しいアンプを提示します。このアンプは、小さなチップに留まり、 診断や治療で使用されるものを含む、さまざまな重要なレーザーシステムに大きな可能性があります。
AIテクノロジーの進歩、ストリーミングサービスの人気の高まり、新しいインテリジェントデバイスの拡散は、予測を促進する要因の一部です。 データトラフィックは2030年までに2倍になります。 この増加は、大量の情報を管理できる通信システムを作成するために不可欠です。
「光学通信システムで現在使用されているアンプは、研究のリーダーであるピーターアンドレクソンの約30ナノメートルの帯域幅を持っています。ただし、アンプ、アンプ、 帯域幅は300ナノメートルで、既存のシステムよりも1秒あたり10倍のデータを送信できます。 」
シリコンニトルロで作られた新しいアンプには、いくつかの小さな波のガイドが組み込まれています。 スパイラルと相互接続の形で、最小限の損失で光を効率的に指示する。この素材を最適化された幾何学的設計と組み合わせると、いくつかの技術的な利点が達成されています。
「このアンプの主要な革新は、他のどのタイプのアンプよりも効果的にノイズを減らしながら、帯域幅に10を掛ける能力にあります。 この容量により、非常に弱い信号を増幅することができます、空間通信で使用されるようなものなど、Andreksonは付け加えます。
さらに、研究者はシステムの小型化に成功しており、ほんの数センチのチップに収まるようにしています。
「小さなチップにアンプを構築することは新しい概念ではありませんが、 これは、このような大きな帯域幅が達成される最初のケースです」アンドレクソンは確認します。
著者は、チップに複数のアンプを統合しているため、必要に応じて概念を簡単に拡張できます。光アンプはすべてのレーザーの重要な成分であるため、 この設計は、波長を急速に変えることができるレーザーシステムを開発するために使用できます 広い範囲で。このイノベーションは、社会に多数のアプリケーションを開きます。
たとえば、設計の小さな調整 また、可視と赤外線の増幅を許可します。これは、アンプが診断、分析、治療のためにレーザーシステムで使用できることを意味します。その広い帯域幅は、より正確な分析と組織や臓器の画像を可能にし、疾患の早期発見を促進します。
その膨大なアプリケーションの可能性に加えて、 アンプは、レーザーシステムが小さく手頃な価格であることにも寄与する可能性があります。
「このアンプは、レーザーにスケーラブルなソリューションを提供し、さまざまな波長で動作できるようにしますが、より収益性が高く、コンパクトで、エネルギー的に効率的であり、リクソンが結論付けます。 その結果、このアンプに基づいた単一のレーザーシステムを複数のフィールドで使用できます。 医学研究、診断、治療を超えて、それはまた、完全に異なる波長の材料と成分の特性評価、ホログラフィ、分光法、顕微鏡検査、特性評価にも適用できます。 」
