Чип заменяет тысячу лазеров

Новое исследование показало, что рекордный оптический чип может передавать 1,8 петабита — 1,8 миллиона гигабит — в секунду, что примерно в два раза превышает объем трафика, передаваемого в секунду по всему миру через Интернет.

Предыдущие исследования передавали по оптоволокну скорость до 10,66 петабит в секунду . Однако в этих экспериментах использовалась громоздкая электроника. Стратегия на основе компактных микрочипов может обеспечить массовое производство и привести к уменьшению занимаемой площади, снижению затрат и снижению энергопотребления. До сих пор самый быстрый оптический микрочип поддерживал скорость передачи данных 661 терабит — 661 000 гигабит в секунду.

Новый чип использует свет одного инфракрасного лазера для создания многоцветного радужного спектра. Все результирующие частоты света находятся на фиксированном определенном частотном расстоянии друг от друга, немного похожем на зубья гребенки, поэтому устройство называется частотной гребенкой . Каждая частота может быть изолирована и иметь такие свойства, как амплитудная модуляция для переноса данных. Затем частоты могут быть собраны вместе и одновременно переданы по оптоволокну.

Новый микрочип излучает свет с длиной волны от 1530 до 1610 нанометров. Они попадают в диапазоны C и L телекоммуникационных частот, два из пяти диапазонов длин волн, где оптические волокна испытывают минимальные потери сигнала.

В экспериментах ученые достигли скорости 1,84 петабита в секунду по оптическому волокну длиной 7,9 км, используя 223 канала длин волн.

По словам исследователей, при использовании обычного оборудования для такой скорости передачи данных потребуется около 1000 лазеров. Таким образом, новый микрочип может помочь значительно снизить энергопотребление в Интернете.

Кроме того, вычислительная модель, разработанная учеными для изучения потенциала частотных гребенок, предполагает, что один чип может обеспечить скорость передачи данных до 100 петабит в секунду, если использовать кабель с тысячами волокон.

Будущие исследования могут интегрировать такие компоненты, как лазер, модуляторы данных и усилители, в оптический чип.

Ученые подробно описали свои выводы 20 октября в журнале Nature Photonics .

Будьте в курсе в удобном формате, присоединяйтесь: TG-канал и ВК

Бесплатная служба распространения новостей для научных организаций и стартапов

hello@technovery.com