Стриминговые сервисы в высоком качестве, умные устройства, а теперь еще и генеративный искусственный интеллект – все это требует колоссальных объемов данных. По прогнозам Nokia Bell Labs, объем сетевого трафика удвоится уже к 2030 году! И тут на сцену выходит новый оптический усилитель, разработанный учеными Технологического университета Чалмерса в Швеции. Об этом сообщило издание livescience, ссылаясь на исследование, опубликованное в журнале Nature.
Чтобы понять его крутость, надо знать, как работает современный интернет. Информация передается с помощью лазерных импульсов по тонким стеклянным нитям - волоконно-оптическим кабелям. А лазерные усилители увеличивают интенсивность этих световых лучей, чтобы сигнал не терялся на большие расстояния. Проблема в том, что у современных усилителей ограничена «полоса пропускания» - количество длин волн света, которыми они могут передавать информацию. И вот здесь кроется прорыв.
Новый усилитель может похвастаться полосой пропускания в 300 нанометров! Для сравнения: современные усилители имеют лишь 30 нанометров. Это означает, что он может передавать в 10 раз больше данных в секунду!
Этот чудо-усилитель изготовлен из нитрида кремния - сверхпрочного керамического материала, который выдерживает высокие температуры. Но не только материал делает его особенным. Ученые использовали спиралевидные волноводы – это как длинные, закрученные дорожки для света, которые позволяют максимально эффективно направлять лазерные импульсы и избавляться от «шума» (лишних помех), искажающих сигнал.
Важный момент: сам лазерный луч не движется быстрее. Скорость света остается неизменной. Но благодаря гораздо более широкой полосе пропускания, новый усилитель может «запаковать» и передать в 10 раз больше информации за то же время. Это как сравнить узкую однополосную дорогу с широким десятиполосным автобаном – оба позволяют машинам ехать с одинаковой скоростью, но автобан может пропустить гораздо больше транспорта.
Пока новый усилитель работает в инфракрасном диапазоне света. Но исследователи уже планируют расширить его возможности на видимый свет и другие инфракрасные диапазоны. И это открывает еще больше захватывающих перспектив!
Представьте, что лазеры станут меньше и доступнее. Это может привести к прорывам в медицинской диагностике и лечении. Широкая полоса пропускания позволит проводить более точный анализ и визуализацию тканей и органов, что поможет в раннем выявлении заболеваний. Также он может быть полезным для голографии, спектроскопии и микроскопии.
Читай также: