Göteborgilaisen Chalmersin teknillisen yliopiston tutkijat ovat esitelleet ainutlaatuisen optisen vahvistimen, jonka odotetaan mullistavan sekä avaruuden tietoliikenneyhteydet että kuitulinkit maan pinnalla. Vahvistin on erittäin suorituskykyinen, sopii millimetrin kokoiselle sirulle eikä aiheuta ylimääräistä kohinaa.
Erityisesti viimeksi mainittu ominaisuus on mullistava. - Tätä voitaisiin verrata siirtymiseen vanhemmasta puhelinverkkoyhteydestä nykyaikaiseen laajakaistayhteyteen nopealla ja laadukkaalla tavalla, sanoo tutkimustyötä johtanut professori Peter Andrekson Chalmersin mikrotekniikan ja nanotieteen laitoksen fotoniikkalaboratoriosta.
Optinen tiedonsiirto mahdollistaa tietojen lähettämisen erittäin pitkille etäisyyksille. Tekniikka on hyödyllinen monissa sovelluksissa, kuten avaruuden tietoliikenteessä ja kuituoptisissa kaapeleissa, joissa internetdata kulkee. Valoon perustuvan viestinnän avulla voimme esimerkiksi lähettää nopeasti korkean resoluution kuvia Marsista. Lasersäteiden kuljettama data voitaisiin lähettää suurella nopeudella planeetan lähettimestä vastaanottimeen maan päällä tai kuussa.
Koska valo - joka kuljettaa tietoa kahden etäisen pisteen välillä - menettää tehoa matkan varrella, tarvitaan suuri määrä optisia vahvistimia. Ilman vahvistimia jopa 99 prosenttia valokuitukaapelin signaalista katoaisi 100 kilometrin säteellä. Tunnettu ongelma optisessa viestinnässä on kuitenkin se, että nämä vahvistimet lisäävät ylimääräistä kohinaa, mikä heikentää merkittävästi lähetettävän tai vastaanotettavan signaalin laatua.
Ongelma on ollut olemassa vuosikymmeniä, mutta nyt Chalmersin tutkijat esittävät erittäin lupaavan ratkaisun siihen. - Olemme kehittäneet maailman ensimmäisen optisen vahvistimen, joka parantaa merkittävästi optisen viestinnän kantamaa, herkkyyttä ja suorituskykyä, ei aiheuta ylimääräistä kohinaa - ja on myös riittävän kompakti käytännölliseen käyttöön, sanoo Ping Xhao, yksi Science Advances -lehdessä julkaistun tutkimuksen johtavista tekijöistä.
Valon vahvistaminen projektissa perustuu Kerr-vaikutuksena tunnettuun periaatteeseen. Se on toistaiseksi ainoa tunnettu lähestymistapa, joka vahvistaa valoa aiheuttamatta merkittävää ylimääräistä kohinaa. Periaate on osoitettu aiemmin, mutta ei koskaan näin kompaktissa muodossa. Aiemmat versiot olivat liian suuria ollakseen käytännön sovelluksissa hyödyllisiä.
Uusi vahvistin sopii pieneen, vain muutaman millimetrin kokoiseen siruun verrattuna aiempiin vahvistimiin, jotka ovat olleet useita tuhansia kertoja suurempia. Lisäksi uudet vahvistimet tarjoavat riittävän korkean suorituskyvyn, jotta ne voidaan sijoittaa säästäväisemmin, mikä tekee niistä kustannustehokkaamman vaihtoehdon. Ne toimivat myös jatkuvan aallon (CW) toiminnassa eikä vain pulssitoiminnassa.
