У 10 разів швидший за оптоволокно: крихітний підсилювач пропускає хвилі довжиною 300 нм

Науковці з Технологічного університету Чалмерса у Швеції розробили крихітний підсилювач, що може розміщуватись на чипі та прискорювати передачу даних у 10 разів порівняно із традиційними оптоволоконними мережами.

За словами розробників, їхній пристрій має значний потенціал у використанні для різноманітних лазерних систем, включно з тими, що використовуються у діагностиці та лікуванні. Оптичні посилювачі використовуються для забезпечення ефективної передачі даних та усунення перешкод. Дослідники встановили, що пропускна спроможність оптичної системи переважно залежить від діапазону довжин хвиль світла, що пропускається через підсилювач.

Новий підсилювач створений з нітриду кремнію і має кілька невеликих спіральних, взаємопов’язаних хвилеводів, які мінімують розсіювання світла. Технічні переваги були досягнуті за рахунок поєднання необхідної геометричної форми з конструкцією з нітриду кремнію. 

Як зазначає Пітер Андрексон, ключовою перевагою нового підсилювача є здатність збільшувати смугу пропускання світла у 10 разів, ефективно зменшуючи супутні перешкоди при цьому. Це дає змогу посилювати дуже слабкі сигнали та ті, що використовуються для систем зв’язку у космосі.

Також стверджується, що розробка дослідників Чалмерса може бути використана для розробки лазерних систем, здатних швидко змінювати довжину хвилі в широкому діапазоні, оскільки оптичні підсилювачі є найважливішими компонентами всіх лазерів. Андрексон зазначив, що незначні зміни у конструкції дозволять також посилювати видиме та інфрачервоне світло.

Підсилювач може бути використаний у лазерних системах медичної діагностики, оскільки широка смуга пропускання дозволяє проводити більш точний аналіз та візуалізацію тканин та органів, що може допомогти виявити захворювання на більш ранніх стадіях з більшою точністю. 

Представлено методологію виготовлення нелінійних хвилеводів з одночасною роботою в одномодовому режимі та аномальною дисперсією для надширокосмугової роботи та високоефективного чотирихвильового змішування. Хоча дослідники показали, що вони реалізували це у хвилеводах з нітриду кремнію, підхід до проектування може бути використаний і з іншими платформами. 

Результати дослідження представлені у журналі Nature

Джерело: Enteresting Engineering