About / Advertise 
I en artikel i ansedda tidskriften Nature presenterar ett forskarlag från Chalmers en ny förstärkare som gör det möjligt att skicka tio gånger mer data per sekund än vad dagens fiberoptiska system klarar.
Mängden datatrafik väntas mer än fördubblas fram till år 2030. Därmed växer behovet av kommunikationssystem som kan hantera enorma mängder information.
För internet, telekommunikation och andra dataintensiva tjänster används idag optiska kommunikationssystem. För att informationen ska hålla tillräckligt hög kvalitet och inte drunkna i brus, behövs optiska förstärkare.
Hur mycket data ett optiskt kommunikationssystem kan överföra per sekund bestäms till stor del av förstärkarens bandbredd, det vill säga hur brett spektrum av ljusets våglängder den kan hantera.
– De förstärkare som används i optiska kommunikationssystem idag har en bandbredd på ungefär 30 nanometer. Vår förstärkare har en bandbredd på 300 nanometer, vilket gör det möjligt att överföra tio gånger mer data per sekund än idag, säger Peter Andrekson, professor i fotonik vid Chalmers och huvudförfattare till studien i Nature.
Den nya förstärkaren är tillverkad av kiselnitrid och är utrustad med flera små spiralformade och sammankopplade vågledare, strukturer som leder ljuset i en viss riktning med hög effektivitet och minimal förlust. Genom att kombinera materialet med en optimerad geometrisk design har flera tekniska fördelar uppnåtts.
På chipet har forskarna placerat flera förstärkare, vilket innebär att konceptet enkelt kan skalas upp efter behov. Då optiska förstärkare är nyckelkomponenter i alla lasrar, kan Chalmersforskarnas koncept användas för att bygga lasersystem som snabbt kan ändra våglängd över ett mycket stort intervall. Det öppnar för fler användningsområden i samhället.
– Mindre justeringar i utformningen skulle göra det möjligt att förstärka också synligt och infrarött ljus. Det innebär att förstärkaren även skulle kunna användas i lasersystem för exempelvis medicinsk diagnostik, analys och behandling. En stor bandbredd innebär att det går att göra bättre analyser och avbildningar av till exempel vävnader och organ, vilket gör det möjligt att kunna upptäcka sjukdomar tidigare, säger Peter Andrekson.
Förutom förstärkarens breda tillämpningspotential, kan den även bidra till att göra lasersystem både mindre och billigare.
– Den här förstärkaren innebär en skalbar lösning för lasrar som har större möjligheter att fungera vid olika våglängder, och som samtidigt är billigare, kompaktare och mer energieffektiv. Det innebär att ett och samma lasersystem, baserat på denna förstärkare, skulle kunna användas på flera håll. Utöver medicinsk forskning, diagnostik och behandling skulle det även kunna handla om avbildning, holografi, spektroskopi, mikroskopi samt material- och komponentkarakterisering, vid helt andra våglängder, säger Peter Andrekson.
