Công nghệ khuếch đại laser có thể tăng tốc độ Internet lên gấp 10 lần

00:00 / 0:00

Chuẩn

Tốc độ đọc

Bộ khuếch đại laser mới được phát minh có thể tăng tốc độ truyền dữ liệu gấp 10 lần, đồng thời ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác.

Một nhóm nghiên cứu do giáo sư Peter Andrekson từ Trường Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển, dẫn đầu vừa công bố phát minh một loại bộ khuếch đại laser mới, có khả năng truyền dữ liệu nhanh gấp 10 lần so với công nghệ hiện tại. Phát minh này mở ra tiềm năng cho việc phát triển các "siêu laser" phục vụ cho internet tốc độ cao trong tương lai.

Ảnh minh họa.

Hiện nay, hầu hết các hệ thống viễn thông, bao gồm cả internet, đều dựa vào cáp quang để truyền tải thông tin. Dữ liệu được gửi đi dưới dạng xung ánh sáng laser, và để duy trì tín hiệu mạnh mẽ và rõ ràng, các hệ thống này cần có bộ khuếch đại ánh sáng. Tuy nhiên, tốc độ truyền tải không chỉ phụ thuộc vào cường độ ánh sáng mà còn vào băng thông - dải bước sóng mà laser có thể sử dụng để truyền dữ liệu.

Theo dự báo từ Nokia Bell Labs, lưu lượng dữ liệu toàn cầu sẽ tăng gấp đôi vào năm 2030 do sự bùng nổ của dịch vụ streaming, thiết bị thông minh và trí tuệ nhân tạo. Khi nhu cầu tăng cao, băng thông truyền dẫn sẽ trở thành yếu tố quyết định tốc độ internet.

Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature, bộ khuếch đại quang học mới có khả năng xử lý băng thông lên tới 300 nanomet, gấp 10 lần so với các bộ khuếch đại hiện tại chỉ đạt khoảng 30 nanomet. Thiết bị này được chế tạo từ silicon nitride - một loại vật liệu gốm siêu bền và chịu nhiệt cao - và sử dụng các ống dẫn sóng xoắn ốc để dẫn laser một cách hiệu quả, đồng thời loại bỏ nhiễu trong tín hiệu.

Điểm nổi bật của thiết kế này là khả năng tích hợp nhiều bộ khuếch đại vào một con chip nhỏ, giúp giảm kích thước và hạ giá thành sản phẩm. Cấu trúc xoắn ốc của ống dẫn sóng kéo dài đường đi của ánh sáng trong một diện tích nhỏ, từ đó tăng hiệu ứng khuếch đại và giảm nhiễu. Mặc dù tốc độ ánh sáng không thay đổi, băng thông lớn hơn cho phép truyền tải nhiều dữ liệu hơn cùng một lúc.

Hiện tại, thiết bị hoạt động trong dải ánh sáng hồng ngoại gần (từ 1.400 đến 1.700 nanomet), phù hợp với mạng cáp quang hiện nay. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ mở rộng thử nghiệm sang các bước sóng khác, bao gồm ánh sáng khả kiến (400 - 700 nm) và hồng ngoại xa hơn (2.000 - 4.000 nm).

Ngoài ứng dụng trong viễn thông, công nghệ mới còn có tiềm năng trong các lĩnh vực như chụp ảnh y khoa, hiển vi, phân tích mô và tế bào, chẩn đoán sớm bệnh lý, cũng như các công nghệ như hologram và quang phổ học. Giáo sư Andrekson cho biết: "Chỉ cần điều chỉnh nhỏ trong thiết kế, thiết bị này có thể khuếch đại cả ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại, giúp tạo ra các hệ thống laser có độ chính xác cao hơn cho y học, đặc biệt trong việc phát hiện sớm các bệnh lý thông qua hình ảnh mô và cơ quan".