Фізики Стенфордського університету розробили компактний оптичний підсилювач, який може значно підсилити світлові сигнали, використовуючи при цьому мінімум енергії. Цей новий пристрій, розміром із палець, обіцяє революціонізувати технології, пов’язані з передачею даних.
Ефективність нового оптичного підсилювача
Оптичні підсилювачі працюють подібно до аудіопідсилювачів, але замість звуку підсилюють світло. Традиційні компактні версії потребують значної потужності, що обмежує їхню ефективність. Новий пристрій, описаний у журналі Nature, вирішує цю проблему, повторно використовуючи більшу частину енергії, необхідної для його роботи.
Згідно з Amir Safavi-Naeini, старшим автором дослідження, новий підсилювач може підвищити інтенсивність світлового сигналу приблизно в 100 разів, споживаючи лише кілька сотень міліватів енергії. Це значно менше, ніж вимагають подібні пристрої.
Зменшення шуму та більша пропускна здатність
Як і їхні аудіоаналоги, оптичні підсилювачі можуть вводити небажаний шум під час підсилення сигналів. Дослідники показали, що їхній дизайн мінімізує цей шум. Він також працює в більш широкому діапазоні довжин хвиль, що дозволяє передавати більше даних з меншою кількістю перешкод.
Цей тип підсилювача використовує енергію, збережену в світловому промені, який діє як “насос”. Його продуктивність залежить від інтенсивності цього насосного світла.
Перспективи застосування та підтримка досліджень
Команда досягла цієї ефективності, використовуючи резонансний дизайн, подібний до методів, уже використовуваних у лазерах. Devin Dean, співавтор дослідження, описав це як “трик енергетичного перероблення”. Система надсилає світло назад на себе, дозволяючи йому нарощувати силу з часом.
Завдяки компактності та енергоефективності, цей пристрій може працювати на батарейному живленні і бути інтегрованим у невелику електроніку, таку як ноутбуки чи смартфони. Це відкриває нові можливості для використання в комунікаціях, біосенсорах та нових джерелах світла.
Дослідження підтримувалося такими організаціями, як Defense Advanced Research Projects Agency, NTT Research та National Science Foundation.
