0

Звук и свет используют для сверхбыстрой передачи данных

 Исследовательская группа из Университета Лидса и Университета Ноттингема считает, что они нашли способ обеспечить сверхбыструю модуляцию, комбинируя силу акустических и световых волн.Исследователи утверждают, что они совершили прорыв в области управления терагерцовыми квантовыми каскадными лазерами, которые, по мнению группы, могут привести к передаче данных со скоростью 100 гигабит в секунду — примерно в тысячу раз быстрее, чем быстрый Ethernet, работающий при 100 мегабит в секунду.

Терагерцовые квантовые каскадные лазеры излучают свет в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра и находят применение в области спектроскопии, где они используются в химическом анализе.

Лазеры также могут в конечном итоге обеспечить сверхбыструю беспроводную связь с коротким интервалом, где большие наборы данных должны передаваться через больничные городки или между исследовательскими центрами в университетах — или в спутниковой связи.

Чтобы иметь возможность отправлять данные с такими увеличенными скоростями, лазеры должны модулироваться очень быстро: включаться и выключаться или пульсировать около 100 миллиардов раз в секунду.

Комментируя, Джон Каннингем, профессор наноэлектроники в Лидсе, сказал: «Это захватывающее исследование. В настоящее время система для модуляции квантового каскадного лазера имеет электрический привод, но эта система имеет ограничения.

«По иронии судьбы, та же электроника, которая обеспечивает модуляцию, обычно тормозит скорость модуляции. Разрабатываемый нами механизм опирается вместо этого на акустические волны».

Квантовый каскадный лазер очень эффективен. Когда электрон проходит через оптический компонент лазера, он проходит через серию «квантовых ям», где уровень энергии электрона падает и излучается фотон или импульс световой энергии.

Один электрон способен излучать несколько фотонов. Именно этот процесс контролируется во время модуляции.

Вместо использования внешней электроники команды исследователей из университетов Лидса и Ноттингема использовали акустические волны для вибрации квантовых ям внутри квантового каскадного лазера.

Акустические волны генерировались при воздействии импульса другого лазера на алюминиевую пленку. Это заставило пленку расширяться и сжиматься, посылая механическую волну через квантовый каскадный лазер.

По словам Тони Кента, профессора физики в Ноттингеме, «по сути, мы использовали акустическую волну для встряхивания сложных электронных состояний внутри квантового каскадного лазера. Затем мы могли видеть, что его терагерцовый световой поток изменялся акустической волной. «.

Профессор Каннингем добавил: «Мы не достигли ситуации, когда мы могли бы остановить и полностью запустить поток, но мы смогли контролировать светоотдачу на несколько процентов, что является отличным началом».

«Мы считаем, что с дальнейшим уточнением мы сможем разработать новый механизм для полного контроля излучения фотонов от лазера и, возможно, даже интегрировать структуры, генерирующие звук, с терагерцовым лазером, так что внешний источник звука не требуется».

Профессор Кент сказал: «Этот результат открывает новую область для физики и инженерии, объединяющуюся в исследовании взаимодействия терагерцового звука и световых волн, которые могут иметь реальные технологические приложения».

Оригинал






Добавить комментарий