Acest amplificator laser poate crește viteza internetului de zece ori

Într-o lume în care viețile noastre sunt din ce în ce mai conectate – între streaming, obiecte inteligente și inteligență artificială generativă – cererea de lățime de bandă explodează. Și până în 2030, volumul traficului global de date s-ar putea dubla, potrivit Nokia Bell Labs. O echipă de cercetători suedezi ar fi putut face un salt decisiv în viitorul rețelelor noastre, inventând un amplificator laser capabil să transmită de 10 ori mai multe date decât tehnologiile actuale.

În sistemele de telecomunicații moderne, informațiile călătoresc sub formă de impulsuri de lumină trimise prin cabluri cu fibră optică. Dar pentru ca aceste impulsuri să fie suficient de puternice și utilizabile, ele trebuie amplificate. Cu toate acestea, capacitatea unui amplificator de a transmite date depinde direct de lățimea sa de bandă, adică de gama de lungimi de undă pe care le poate procesa. Până acum, amplificatoarele optice tipice acopereau doar aproximativ 30 de nanometri din spectru. Noul amplificator, dezvoltat de cercetătorii de la Universitatea de Tehnologie Chalmers din Suedia, atinge 300 de nanometri. Cu alte cuvinte, poate transmite de zece ori mai multe informații pe secundă.

Unul dintre cele mai remarcabile aspecte ale acestui nou amplificator este miniaturizarea sa: se potrivește pe un cip fabricat din nitrură de siliciu, un material robust care poate rezista la temperaturi ridicate. Pentru a ghida eficient lumina prin acest material, cercetătorii au conceput ghiduri de undă spiralate, făcând posibilă crearea unor căi optice foarte lungi într-un spațiu mic. Acest design promovează un fenomen numit amestecare în patru unde, care amplifică semnalul, reducând în același timp zgomotul nedorit, un factor crucial pentru calitatea transmisiei. Potrivit lui Peter Andrekson, profesor de fotonică și autor principal al studiului publicat în Nature, acest nou dispozitiv „deschide calea către transmisii de date mult mai rapide, fiind în același timp mai eficient și compact”.

Deși viteza luminii rămâne neschimbată, cantitatea de informații transportate pe secundă este cea care explodează datorită acestei tehnologii. Prin dublarea – sau chiar înmulțirea cu zece – a capacității infrastructurilor noastre optice actuale, acest amplificator ar putea eficientiza considerabil comunicațiile digitale în următorii ani. Imaginați-vă descărcări aproape instantanee, videoconferințe ultra-HD cu latență zero sau chiar interacțiuni în timp real cu o inteligență artificială din ce în ce mai puternică. Și asta doar pentru partea „publicului larg”.

Dincolo de telecomunicații, acest progres deschide perspective în domenii precum: imagistica medicală (diagnostice mai precise datorită rezoluției mai mari), microscopie și spectroscopie (o analiză mai bună a țesuturilor, moleculelor sau materialelor), holografie și alte tehnologii optice avansate. În cele din urmă, câteva ajustări ar putea permite chiar amplificatorului să funcționeze în alte intervale de lungimi de undă, cum ar fi lumina vizibilă sau infraroșul mediu (până la 4.000 nm), extinzându-i și mai mult potențialele utilizări.

Prototipul funcționează în prezent într-un interval de la 1.400 la 1.700 de nanometri – regiunea infraroșie cu unde scurte utilizată în mod obișnuit în telecomunicații. Următorul pas pentru cercetători: extinderea performanței sale la alte spectre și transformarea sa într-o tehnologie de producție la scară largă, accesibilă și integrabilă în sistemele existente. Cu această invenție, viitorul comunicațiilor noastre este deja în curs de accelerare. Și, deși viteza luminii este o limită fizică, creativitatea cercetătorilor pare să nu aibă una.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România