Bilim insanları, mevcut teknolojiden 10 kat daha hızlı bilgi iletebilen yeni bir tür lazer amplifikatörü geliştirdi. Bu çığır açan teknoloji, özellikle artan veri trafiği karşısında internetin geleceği için büyük önem taşıyor.
Lazer amplifikatörleri, ışık demetlerinin yoğunluğunu artırarak çalışır. Geliştirilen bu yeni amplifikatör, lazerlerin bilgi iletebildiği bant genişliğini, yani ışığın dalga boylarını genişleterek veri aktarım hızında on katlık bir artış sağlıyor.
Günümüzde ürettiğimiz ve ilettiğimiz bilgi miktarı her geçen gün artıyor. Yayın servisleri, akıllı cihazlar ve üretken yapay zeka gibi teknolojilerin yaygınlaşması nedeniyle küresel veri trafiğinin önümüzdeki yıllarda iki katına çıkması bekleniyor. Bu durum, telekomünikasyon sistemlerinin taşıma kapasitesini zorluyor.
Mevcut optik tabanlı telekomünikasyon sistemleri, bilgiyi ince cam teller olan fiber optik kablolar aracılığıyla lazer ışık darbeleri göndererek iletiyor. Bu sistemlerin kapasitesi, kullanılan amplifikatörün bant genişliği (amplifiye edebildiği ışık dalga boyları) tarafından belirleniyor. Veri trafiği arttıkça, bant genişliği kritik hale geliyor.
Yeni geliştirilen lazer teknolojisi, yüksek verimli optik amplifikasyon adı verilen bir yöntem kullanıyor. Araştırmacılar bulgularını prestijli bir bilimsel dergide yayımladılar.
Mevcut optik iletişim sistemlerinde kullanılan amplifikatörlerin bant genişliği yaklaşık 30 nanometre civarındayken, yeni geliştirilen amplifikatör 300 nanometre bant genişliğine sahip. Bu da saniyede mevcut sistemlere göre on kat daha fazla veri iletebileceği anlamına geliyor.
Yeni amplifikatör, yüksek sıcaklıklara dayanıklı, sert bir seramik malzeme olan silikon nitrürden yapıldı. Sinyaldeki anormallikleri gidermek için lazer darbelerini verimli bir şekilde yönlendirmek amacıyla spiral şeklinde dalga kılavuzları kullanıyor. Teknoloji ayrıca minyatürleştirilerek birden fazla amplifikatörün küçük bir çip üzerine sığması sağlandı.
Araştırmacılar, spiral dalga kılavuzlarını tercih etmelerinin nedenini, bu yapıların küçük bir alanda daha uzun optik yollar oluşturmaya olanak tanıması olarak açıkladı. Bu, sinyalin kalitesini bozabilecek dış müdahaleyi en aza indirerek çıkışı yükseltmek için iki veya daha fazla optik frekansın birleştirildiği 'dört dalga karışımı' gibi faydalı etkileri artırıyor.
Işığın hızı sabit olduğu için, yeni lazer ışığı geleneksel lazerlerden daha hızlı hareket etmiyor. Ancak, daha geniş bant genişliği sayesinde geleneksel lazerlerin iletebildiğinden 10 kat daha fazla veri iletebiliyor.
Amplifikatör şu anda 1.400 ila 1.700 nanometre arasındaki kısa dalga kızılötesi aralığında çalışıyor. Araştırmanın bir sonraki aşaması, görünür ışık (400 ila 700 nanometre) ve daha geniş kızılötesi ışık (2.000 ila 4.000 nanometre) gibi diğer dalga boylarında nasıl çalıştığını görmek olacak.
Yeni amplifikatörün, internet iletişiminin yanı sıra tıbbi görüntüleme, holografi, spektroskopi ve mikroskopi dahil olmak üzere birçok potansiyel uygulaması bulunuyor. Teknolojinin minyatürleştirilmesi, ışık tabanlı uygulamalar için lazerlerin daha küçük ve daha uygun fiyatlı hale gelmesini de sağlayabilir.
Araştırmacılar, tasarımda yapılacak küçük ayarlamalarla görünür ve kızılötesi ışığın da güçlendirilebileceğini belirtiyor. Bu, amplifikatörün tıbbi teşhis, analiz ve tedavi amaçlı lazer sistemlerinde kullanılabileceği anlamına geliyor. Geniş bant genişliği, doku ve organların daha hassas analizini ve görüntülenmesini sağlayarak hastalıkların daha erken teşhisine yardımcı olabilir.
