Penguat terobosan dapat menyebabkan 'laser super' yang membuat internet 10 kali lebih cepat
Para ilmuwan telah mengembangkan jenis baru laser penguat yang dapat mengirimkan informasi 10 kali lebih cepat dari teknologi saat ini.
Amplifier laser meningkatkan intensitas balok cahaya. Penguat khusus ini mencapai peningkatan kecepatan transmisi sepuluh kali lipat dengan memperluas bandwidth, atau panjang gelombang cahaya, di mana laser dapat mengirimkan informasi.
Jumlah informasi yang kami hasilkan dan kirimkan tumbuh setiap hari. Karena proliferasi layanan streaming, perangkat pintar dan AI generatif, Nokia Bell Labs diprediksi dalam mereka Laporan Lalu Lintas Jaringan Global bahwa jumlah lalu lintas data akan berlipat ganda pada tahun 2030.
Sistem telekomunikasi berbasis optik saat ini mengirimkan informasi dengan mengirimkan pulsa cahaya laser melalui kabel serat optik, yang merupakan untaian kaca tipis. Kapasitas – jumlah informasi yang dapat ditransmisikan – ditentukan oleh bandwidth penguat (panjang gelombang cahaya yang dapat diperkuat). Dengan meningkatnya lalu lintas data, bandwidth menjadi penting.
Sebagian besar laser yang digunakan untuk telekomunikasi modern, seperti komunikasi internet, membutuhkan penguat. Karya -karya ini dengan proses yang disebut emisi terstimulasi, yang menggunakan foton yang masuk untuk merangsang pelepasan foton lain dengan energi dan arah yang sama.
Para ilmuwan kini telah merancang jenis teknologi laser baru yang dapat mengirimkan informasi menggunakan teknologi yang disebut amplifikasi optik efisiensi tinggi. Para peneliti menerbitkan temuan mereka 9 April di jurnal Alam.
“Amplifier yang saat ini digunakan dalam sistem komunikasi optik memiliki bandwidth sekitar 30 nanometer,” kata penulis utama Peter Andrekssonseorang profesor fotonik di Universitas Teknologi Chalmers di Swedia, kata dalam sebuah pernyataan. “Penguat kami, bagaimanapun, menawarkan bandwidth 300 nanometer, memungkinkannya untuk mengirimkan sepuluh kali lebih banyak data per detik daripada sistem yang ada.”
Amplifier baru terbuat dari silikon nitrida, bahan keramik yang keras yang tahan terhadap suhu tinggi. Amplifier menggunakan pandu gelombang berbentuk spiral untuk mengarahkan pulsa laser secara efisien untuk menghilangkan anomali dari sinyal. Teknologi ini juga telah miniatur sehingga beberapa amplifier dapat masuk ke chip kecil.
Para peneliti memilih pandu gelombang spiral daripada jenis pandu gelombang lainnya karena mereka memungkinkan jalur optik yang lebih panjang untuk dibuat dalam area kecil. Ini meningkatkan efek yang berguna seperti pencampuran empat gelombang, yang terjadi ketika dua atau lebih frekuensi optik digabungkan bersama untuk memperkuat output dengan noise minimal (gangguan eksternal yang dapat mengganggu kualitas sinyal).
Karena kecepatan cahaya konstan, cahaya laser itu sendiri tidak menempuh lebih cepat dari itu dari laser konvensional. Namun, bandwidth yang lebih besar memungkinkan penguat baru untuk mengirimkan data 10 kali lebih banyak daripada laser konvensional.
Amplifier saat ini berfungsi dalam kisaran panjang gelombang cahaya 1.400 hingga 1.700 nanometer, yang berada dalam kisaran inframerah gelombang pendek. Tahap selanjutnya dalam penelitian ini adalah untuk melihat bagaimana ia beroperasi pada panjang gelombang lain, seperti yang untuk cahaya tampak (400 hingga 700 nanometer) dan kisaran cahaya inframerah yang lebih luas (2.000 hingga 4.000 nanometer).
Amplifier baru memiliki beberapa aplikasi potensial, termasuk pencitraan medis, holografi, spektroskopi dan mikroskop, menurut pernyataan itu. Miniaturisasi teknologi juga dapat membuat laser untuk aplikasi berbasis cahaya lebih kecil dan lebih terjangkau.
“Penyesuaian kecil pada desain akan memungkinkan amplifikasi cahaya yang terlihat dan inframerah juga,” kata Andreksson. “Ini berarti penguat dapat digunakan dalam sistem laser untuk diagnostik medis, analisis, dan pengobatan. Bandwidth besar memungkinkan analisis dan pencitraan jaringan dan organ yang lebih tepat, memfasilitasi deteksi penyakit sebelumnya.”
