Открытие ученых снизит затраты на высокоскоростной интернет

Исследование ученых Университета Техаса в Арлингтоне и Университета Вермонта способно серьезно сократить стоимость и энергозатраты высокоскоростных интернет-соединений благодаря открытию в области нелинейных оптических эффектов.

Группа ученых под руководством Михаила Васильева описала в журнале Nature Communications экспериментальное применение оптической среды, в которой множество лучей проводят автоматическую корректировку собственной формы, не воздействуя друг на друга. Это позволяет одному устройству одновременно обрабатывать несколько лучей, не превращая их в электрическую форму. В потенциале с помощью такой технологии можно добиться скорости в несколько терабит в секунду.

Сейчас для того чтобы устранить помехи, возникающие в оптических линиях связи, провайдеры должны обращаться к частой оптоэлектронной регенерации, когда оптические сигналы превращаются в электрические посредством простых фотодетекторов, преобразуются, а затем конвертируются обратно в оптические при помощи лазеров и электро-оптических модуляторов. Поскольку каждое оптическое волокно может переносить более сотни различных сигналов на разных длинах волн, подобная оптоэлектронная регенерация должна происходить отдельно для каждой длины волны, а это долго, дорого и неэффективно с точки зрения затрат энергии.

Васильев и его коллеги сообщают о создании новой нелинейной оптической среды, которая позволяет одновременно демонстрировать чистооптическую регенерацию 16 каналов со спектральным уплотнением с помощью единственного устройства. Сильный эффект фазовой самомодуляции достигается без помех между каналами. Разделив оптическую среду на несколько коротких отрезков, отделенных фильтрами, ученые получили среду, в которой все частотные составляющие одного канала спектрального уплотнения движутся с одинаковой скоростью, обеспечивая сильную фазовую самомодуляцию. Различные каналы движутся с различной скоростью, что существенно снижает взаимодействие между каналами.

«Этот эксперимент открывает возможности увеличить число каналов до сотни и выше без повышения стоимости и внутри устройства размером с книгу», — говорит Васильев. А в будущем его можно уменьшить и до размеров спичечного коробка, пишет Phys.org.

Основой для микрочипов нового поколения могут стать наносветодиоды, изобретенные учеными Технического университета Эйндховена. Они способны передавать информацию в 1000 раз эффективнее существующих систем передачи данных.