Uusia optisen tiedonsiirron ratkaisuja

Chalmersin teknillisen yliopiston tutkijat esittelevät ainutlaatuisen optisen vahvistimen, jonka odotetaan mullistavan sekä vapaan tilan että valokuitujen yhteydet.

Optisessa tiedonsiirrossa valo menettää tehoaan matkan varrella, joten pitkille siirtoyhteyksille tarvitaan useita optisia vahvistimia, jotka tuottavat ylimääräistä kohinaa.

Nyt Chalmersin tutkijat esittävät ongelmaan erittäin lupaavan ratkaisun.

"Olemme kehittäneet maailman ensimmäisen optisen vahvistimen, joka parantaa merkittävästi optisen viestinnän kantamaa, herkkyyttä ja suorituskykyä, eikä aiheuta ylimääräistä kohinaa ja on myös riittävän kompakti käytännön tarpeisiin", sanoo tutkijatohtori Ping Zhao, Chalmersin Photonics laboratoriosta.

Valon vahvistaminen projektissa perustuu Kerr-ilmiön periaatteeseen. Se on toistaiseksi ainoa tunnettu lähestymistapa, joka vahvistaa valoa aiheuttamatta merkittävää ylimääräistä kohinaa. Periaate on osoitettu aiemmin, mutta ei koskaan näin kompaktissa muodossa.

Ne toimivat myös jatkuvan aallon (CW) tavalla eikä vain pulssimaisesti. Tutkijat pitävät saavutusta myös tärkeänä askeleena kohti käytäntöä myös kvanttitietokoneiden, eri anturijärjestelmien ja metrologian aloilla.

”Kysessä on ensimmäinen CW-toiminto, jossa on erittäin alhainen kohina kompaktissa integroidussa sirussa. Tämä tarjoaa realistisen mahdollisuuden käytettäväksi erilaisissa sovelluksissa. Koska vahvistin on mahdollista integroida hyvin pieniin moduuleihin, saat edullisempia ratkaisuja, joiden suorituskyky on paljon parempi, mikä tekee tästä erittäin mielenkiintoisen kaupallisille toimijoille pitkällä aikavälillä”, sanoo tutkimusjohtaja Peter Andrekson.

Surreyn ja Cambridgen yliopiston sekä University of Electronic Science and Technology of China tutkijoiden työssä käydään läpi kuinka kaksi suhteellisen tutkimatonta puolijohdemateriaalia voi tyydyttää tietoliikenneteollisuuden nälän valtavista datamääristä yhä suuremmilla nopeuksilla.

He selvittivät kuinka orgaanisia puolijohteita, kolloidisia kvanttipisteitä (CQD) ja liuosprosessoitavia metallihalogenidi-perovskiittejä voidaan käyttää ledipohjaisissa optisissa viestintäjärjestelmissä.

Tutkimusryhmä selvitti pyrkimyksiä parantaa tällaisten ledien suorituskykyä ja tehokkuutta ja he pohtivat niiden mahdollisia sovelluksia sirujen välisissä yhteyksissä ja Li-Fi:ssä. (Light fidelity) Surreyssä vieraileva tutkijatohtori Aobo Ren toteaa: ”CQD:ta ja perovskiittejä ympäröi jännitys, koska ne tarjoavat suuren lupauksen pienitehoisille, kustannustehokkaille ja skaalautuville viestintämoduuleille.

Valodiodipohjaiset (LED) -pohjaisilla viestintäyhteyksillä on potentiaalista käyttöä sekä vapaassa tilassa että optisissa liitossovelluksissa ja kehittyviin puolijohdemateriaaleihin perustuvat ledit, jotka voivat tarjota viritettäviä optoelektroniikkaominaisuuksia ja liuosprosessiin perustuvaa valmistusta, ovat erityisen kiinnostavia seuraavan sukupolven tietoliikenteen kehittämisessä.

Aiheista aiemmin:

Taajuuskampa, laser ja resonaattori samalle piirille

Yhdistetty optinen lähetin ja vastaanotin