광통신을 변경할 수 있는 고유한 증폭기

Chalmers University of Technology의 연구원들은 우주 및 광섬유 통신에 혁명을 일으킬 것으로 기대하는 광 증폭기를 개발했습니다. 새로운 앰프는 고성능을 제공하고 크기가 밀리미터에 불과한 칩에 통합할 수 있을 만큼 충분히 작으며 결정적으로 과도한 노이즈를 생성하지 않습니다.

광통신은 정보를 아주 먼 거리까지 보낼 수 있게 해줍니다. 이 기술은 우주 통신 및 인터넷 트래픽용 광섬유 케이블과 같은 다양한 응용 분야에서 유용합니다.

예를 들어 전파가 아닌 빛에 기반한 통신을 통해 화성에서 고해상도 이미지를 빠르게 보낼 수 있습니다. 레이저 빔으로 전달되는 정보는 행성의 송신기에서 지구나 달의 수신기로 고속으로 전송될 수 있습니다. 또한 광 통신을 통해 신호가 해저 아래 광섬유 케이블로 전송되거나 무선으로 전송되든 전 세계에서 인터넷을 사용할 수 있습니다.

멀리 떨어진 두 지점 사이에 정보를 전달하는 빛이 도중에 전력을 잃기 때문에 많은 수의 광 증폭기가 필요합니다. 증폭기가 없으면 광섬유 케이블의 신호 중 최대 99%가 100km 내에서 사라집니다.

그러나 광통신에서 잘 알려진 문제는 이러한 증폭기가 전송 또는 수신하려는 신호의 품질을 크게 손상시키는 과도한 노이즈를 추가한다는 것입니다. Chalmers 프로젝트의 빛 증폭은 Kerr 효과로 알려진 원리를 기반으로 합니다. Kerr 효과는 심각한 과도한 노이즈를 일으키지 않고 빛을 증폭하는 유일한 방법입니다. 이 원리는 이전에 시연되었지만 이렇게 컴팩트한 형식으로 보여준 적은 없었습니다. 이전 버전은 너무 커서 유용하지 않았습니다. 새로운 앰프는 수천 배 더 커진 이전 앰프에 비해 크기가 불과 몇 밀리미터에 불과한 작은 칩에 맞습니다.

또한 새로운 증폭기는 더 적게 배치할 수 있을 만큼 충분히 높은 수준의 성능을 제공하므로 더 비용 효율적인 옵션이 됩니다. 또한 펄스 작동 방식이 아닌 연속파(CW) 작동 방식으로도 작동합니다.

“여기서 시연하는 것은 초소형 집적 칩에서 노이즈가 극히 적은 최초의 CW 작동을 나타냅니다. 이것은 다양한 응용 분야에서 실제 사용을 위한 현실적인 기회를 제공합니다. 증폭기를 매우 작은 모듈에 통합하는 것이 가능하기 때문에 훨씬 더 나은 성능과 함께 더 저렴한 솔루션을 얻을 수 있으므로 장기적으로 상업용 플레이어에게 매우 흥미로운 요소가 될 것입니다.”라고 Peter Andrekson 교수가 말했습니다. "통신뿐만 아니라 양자 컴퓨터, 다양한 센서 시스템 및 지구 모니터링을 위해 위성에서 대기 측정을 할 때 계측학을 포함한 영역에서 많은 실용적인 용도를 가질 수 있습니다."