科學(xué)家研發(fā)新的光放大器:讓光通信更安靜、更高效

訊石光通訊網(wǎng) 2021/9/27 9:46:16

  ICC訊 光通信使在非常遠(yuǎn)的距離上發(fā)送信息成為可能。該技術(shù)在空間通信和用于互聯(lián)網(wǎng)交通的光纜中得到應(yīng)用。光通信也使我們能夠在世界各地使用互聯(lián)網(wǎng),無論信號是通過海底的光纜傳輸還是通過無線傳輸。

  由于攜帶信息的光在兩個遙遠(yuǎn)的點(diǎn)之間傳輸會損失功率,因此需要大量的光放大器。如果沒有放大器,光纜中高達(dá)99%的信號會在100公里內(nèi)消失。然而,光通信中一直存在的問題是,這些放大器會增加多余的噪音,大大損害想要發(fā)送或接收的信號質(zhì)量。

  瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員提出了一種獨(dú)特的光放大器,預(yù)計(jì)將徹底改變空間和光纖通信。這種新的放大器性能高,結(jié)構(gòu)緊湊小巧,可以集成到一個只有幾毫米大小的芯片中,更重要的是不會產(chǎn)生多余的噪音。

  該研究中的光放大是基于被稱為克爾效應(yīng)的原理,到目前為止,這是唯一已知的放大光而不引起明顯的多余噪聲的方法。這個原理以前就被證明過,但是放大器版本太過笨重,無法發(fā)揮作用。而這項(xiàng)研究中的放大器結(jié)構(gòu)小巧,提供了足夠高的性能水平,不再需要大量的放大器也能產(chǎn)生很好的效果,還可以在連續(xù)波(CW)操作中工作,而不是只在脈沖操作中工作。

  研究人員認(rèn)為,研究有可能將放大器集成到非常小的模塊中,因此成本低,而且性能更好,從長遠(yuǎn)來看,這對商業(yè)參與者來說也有優(yōu)勢。這項(xiàng)新成果還為技術(shù)和科學(xué)領(lǐng)域的全新應(yīng)用打開了大門,不僅在通信領(lǐng)域,而且在包括量子計(jì)算機(jī)、各種傳感器系統(tǒng)和從衛(wèi)星上進(jìn)行大氣測量以監(jiān)測地球的計(jì)量學(xué)領(lǐng)域,都有了新突破。

  題為“Overcoming the quantum limit of optical amplification in monolithic waveguides”的相關(guān)研究論文發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。

  論文原文:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abi8150

新聞來源:前瞻網(wǎng)

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