Νέος ενισχυτής λέιζερ μπορεί να κάνει το Ίντερνετ δέκα φορές πιο γρήγορο

Ερευνητές ανέπτυξαν έναν νέο τύπο ενισχυτή λέιζερ που μπορεί να μεταδίδει δεδομένα με ταχύτητα δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτήν της σημερινής τεχνολογίας. Οι ενισχυτές λέιζερ αυξάνουν την ένταση των φωτεινών ακτίνων και ο συγκεκριμένος καινοτόμος ενισχυτής επιτυγχάνει σημαντική αύξηση της ταχύτητας μετάδοσης μέσω της διεύρυνσης του εύρους ζώνης, δηλαδή των μηκών κύματος φωτός που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μεταφορά πληροφορίας.

Η παγκόσμια κίνηση δεδομένων συνεχίζει να αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς, κυρίως λόγω της διάδοσης υπηρεσιών streaming, των έξυπνων συσκευών και της τεχνητής νοημοσύνης. Σύμφωνα με έκθεση της Nokia Bell Labs, η κίνηση δεδομένων αναμένεται να διπλασιαστεί έως το 2030.

Τα σημερινά οπτικά τηλεπικοινωνιακά συστήματα μεταφέρουν δεδομένα στέλνοντας παλμούς λέιζερ μέσω οπτικών ινών, που είναι λεπτές ίνες από πλαστικό ή γυαλί. Η χωρητικότητα των συστημάτων αυτών εξαρτάται από το εύρος ζώνης των ενισχυτών, δηλαδή τα μήκη κύματος του φωτός που μπορούν να ενισχυθούν. Με την αύξηση της κίνησης δεδομένων, το εύρος ζώνης αποκτά ολοένα και μεγαλύτερη σημασία.

Οι σύγχρονοι ενισχυτές λέιζερ λειτουργούν μέσω της διεγερμένης εκπομπής, όπου ένα φωτόνιο ενεργοποιεί την απελευθέρωση άλλου φωτονίου με ίδια ενέργεια και κατεύθυνση. Ο νέος ενισχυτής, που βασίζεται σε τεχνολογία οπτικής ενίσχυσης υψηλής απόδοσης, παρουσιάστηκε πρόσφατα σε μελέτη στο περιοδικό Nature από επιστήμονες του Πανεπιστημίου Chalmers στη Σουηδία.

Σύμφωνα με τον επικεφαλής της μελέτης, Peter Andrekson, ο παραδοσιακός ενισχυτής έχει εύρος ζώνης περίπου 30 νανόμετρα, ενώ ο νέος φτάνει τα 300 νανόμετρα, επιτρέποντας τη μεταφορά δεδομένων δέκα φορές πιο γρήγορα. Ο ενισχυτής είναι κατασκευασμένος από νιτρίδιο του πυριτίου, υλικό ανθεκτικό σε υψηλές θερμοκρασίες, και χρησιμοποιεί σπειροειδείς κυματοδηγούς για την αποτελεσματική καθοδήγηση των παλμών λέιζερ και την εξομάλυνση των σημάτων. Επιπλέον, η τεχνολογία έχει μικρογραφηθεί ώστε να επιτρέπει την ενσωμάτωση πολλών ενισχυτών σε μικρά τσιπ.

Αν και η ταχύτητα του φωτός παραμένει σταθερή και το λέιζερ δεν ταξιδεύει ταχύτερα, το αυξημένο εύρος ζώνης δίνει τη δυνατότητα μετάδοσης μεγαλύτερου όγκου δεδομένων. Επιπλέον, ο νέος ενισχυτής έχει ενδεχόμενες εφαρμογές σε τομείς όπως η ιατρική απεικόνιση, η ολογραφία, η φασματοσκοπία και η μικροσκοπία. Ο Andrekson επισημαίνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συστήματα λέιζερ για διαγνωστικές και θεραπευτικές διαδικασίες, βελτιώνοντας την ακρίβεια στην απεικόνιση ιστών και οργάνων και συμβάλλοντας στην έγκαιρη ανίχνευση ασθενειών.