محققان دانشگاه فناوری چالمرز در سوئد موفق به توسعه‌ی یک تقویت‌کننده‌ی نوری شده‌اند که قادر است داده‌ها را با سرعتی ۱۰ برابر بیشتر از سیستم‌های فیبر نوری کنونی منتقل کند.
به گزارش تکناک، این پیشرفت می‌تواند تحولی عظیم در حوزه‌های ارتباطات نوری، پزشکی، فضایی و صنایع لیزر ایجاد کند.
فهرست مطالب
تقویت‌کننده‌ای با پهنای باند ۳۰۰ نانومتر
پروفسور پیتر آندرکسون، استاد فوتونیک در دانشگاه چالمرز و پژوهشگر اصلی این تحقیق، اعلام کرد: تقویت‌کننده‌های رایج در سیستم‌های مخابرات نوری، پهنای باندی در حدود ۳۰ نانومتر دارند، در حالی که تقویت‌کننده‌ی ما پهنای باندی معادل ۳۰۰ نانومتر ارائه می‌دهد.
پهنای باند بالا به معنای توانایی انتقال داده‌های بیشتر در هر ثانیه است. این ویژگی موجب می‌شود کیفیت اطلاعات حفظ شده و در برابر نویز مقاوم‌تر شوند.
کوچک، کم‌مصرف و با قابلیت تقویت سیگنال‌های بسیار ضعیف
این تقویت‌کننده با استفاده از نیترید سیلیکون ساخته شده و شامل هدایت‌کننده‌های مارپیچی و کوچک با طراحی بهینه است که نور را با کمترین میزان اتلاف انرژی هدایت می‌کنند. این طراحی منحصربه‌فرد باعث می‌شود بتوان سیگنال‌های بسیار ضعیف مانند سیگنال‌های مورد استفاده در ارتباطات فضایی را نیز تقویت کرد.
آندرکسون گفت: ساخت تقویت‌کننده روی چیپ ایده تازه‌ای نیست، اما برای اولین بار توانسته‌ایم پهنای باندی با این اندازه به دست آوریم.
کاربردهای گسترده در پزشکی، لیزر، تصویربرداری و حتی فضا
به دلیل پهنای باند بسیار بالا، این تقویت‌کننده می‌تواند در ساخت سیستم‌های لیزری با قابلیت تغییر سریع طول موج مورد استفاده قرار گیرد. این ویژگی، آن را برای کاربردهایی چون طیف‌سنجی، میکروسکوپی، هولوگرافی، تصویربرداری پزشکی و شناسایی دقیق‌تر بافت‌ها و اندام‌ها بسیار ارزشمند می‌کند.
علاوه بر این، تنها با تغییرات جزئی در طراحی، امکان تقویت نور در طیف مرئی و مادون قرمز نیز فراهم می‌شود. چنین انعطافی باعث می‌شود بتوان از آن در زمینه‌های متعددی استفاده کرد.
جهشی در طراحی هدایت‌کننده‌های غیرخطی
این تحقیق که در مجله Nature منتشر شده است، روش تازه‌ای برای ساخت هدایت‌کننده‌های غیرخطی نور ارائه می‌دهد که با عملکرد تک‌حالته و پراکندگی غیرعادی، پهنای باند و کارایی تقویت چهار موجی را بهبود می‌بخشند.
محققان تأکید کردند که اگرچه این طراحی در هدایت‌کننده‌های نیترید سیلیکون پیاده‌سازی شده، اما قابلیت اجرا در سایر پلتفرم‌ها نیز وجود دارد. آنها با بهره‌گیری از پراکندگی مرتبه بالا، موفق به دستیابی به پهنای باند بی‌سابقه بیش از ۳۰۰ نانومتر در این هدایت‌کننده‌های بسیار کم‌اتلاف شده‌اند.
راه‌حلی مقرون‌به‌صرفه، فشرده و کم‌مصرف برای آینده‌ی لیزرها
این تقویت‌کننده نه‌تنها مقرون‌به‌صرفه و کم‌مصرف است، بلکه به راحتی در مقیاس صنعتی نیز قابل پیاده‌سازی بوده و می‌تواند در ساخت سیستم‌های لیزر چندکاره با قابلیت عملکرد در طول موج‌های مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
نتیجه این نوآوری، توسعه‌ی سیستم‌های لیزری خواهد بود که تنها با یک تقویت‌کننده می‌توانند در حوزه‌های مختلف علمی و صنعتی، از جمله پزشکی، فضانوردی، تصویربرداری پیشرفته، و تحلیل مواد مورد استفاده قرار گیرند.
