10 reizes ātrāks par optisko šķiedru: mazs pastiprinātājs pārraida 300 nm viļņu garumu.

Zinātnieki no Čalmersa Tehnoloģiskās universitātes Zviedrijā izstrādāja niecīgu pastiprinātāju, kas spēj izvietoties uz mikroshēmas, un tas var paātrināt datu pārraidi 10 reizes ātrāk salīdzinājumā ar tradicionālajiem optisko šķiedru tīkliem.

Pēc izstrādātāju vārdiem, viņu ierīcei ir ievērojams potenciāls pielietošanā dažādās lāzersistēmās, tostarp tajās, kas tiek izmantotas diagnostikai un ārstēšanai. Optiskie pastiprinātāji tiek izmantoti efektīvai datu pārraidei un traucējumu novēršanai. Pētnieki noteica, ka optiskās sistēmas caurlaidspēja galvenokārt ir atkarīga no gaismas viļņu garuma diapazona, kas iziet caur pastiprinātāju.

«Pašlaik optisko sakaru sistēmās izmantotajiem pastiprinātājiem ir apmēram 30 nanometru joslas platumu. Tomēr mūsu pastiprinātājs lepojas ar 300 nanometru joslas platumu, ļaujot tam pārraidīt desmit reizes vairāk datu sekundē nekā esošās sistēmas», — skaidro Čalmersa universitātes fotonikas profesors un pētījuma vadošais autors Pīters Andreksons.

Jaunais pastiprinātājs ir izgatavots no silīcija nitrīda un tam ir vairākas nelielas spirālveida, savstarpēji saistītas viļņvadotnes, kas minimizē gaismas izkliedi. Tehniskie uzlabojumi tika sasniegti, kombinējot nepieciešamo ģeometrisko formu ar silīcija nitrīda konstrukciju.

Kā norāda Pīters Andreksons, jaunā pastiprinātāja galvenā priekšrocība ir spēja palielināt gaismas joslas platumu 10 reizes, vienlaikus efektīvi samazinot saistītos traucējumus. Tas ļauj pastiprināt ļoti vājus signālus un tos, kas tiek izmantoti kosmosa sakaru sistēmās.

Ir arī teikts, ka Čalmersa pētnieku izstrādājumu var izmantot tādu lāzersistēmu izstrādei, kas spēj ātri mainīt viļņa garumu plašā diapazonā, jo optiskie pastiprinātāji ir galvenie komponenti visos lāzeros. Andreksons atzīmēja, ka nelielas izmaiņas projektā arī ļaus pastiprināt redzamo un infrasarkano gaismu.

Pastiprinātāju var izmantot medicīnas diagnostikas lāzersistēmās, jo plata joslas platums ļauj veikt precīzāku audu un orgānu analīzi un vizualizāciju, kas var palīdzēt agrākā posmā precīzāk noteikt slimības.

Tika prezentēta metodoloģija nelineāro viļņvadu izgatavošanai ar vienotas modas režīmu un anomālu dispersiju, lai nodrošinātu īpaši plašjoslas darbu un efektīvu četru viļņu sajaukumu. Kaut arī pētnieki parādīja, ka viņi to īstenoja ar silīcija nitrīda viļņvadiem, dizaina pieeju var izmantot arī ar citām platformām.

Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā Nature

Avots: Interesting Engineering