摘要：我们生成和传输的信息量每天都在增长。由于流媒体服务、智能设备和生成式 AI 的激增，诺基亚贝尔实验室在其全球网络流量报告中预测，到 2030 年，数据流量将翻一番。

科学家们设计了一种放大器，每秒可以传输比当前光纤系统多 10 倍的信息，这可能有助于医疗和诊断。

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科学家们开发了一种新型激光放大器，其传输信息的速度比当前技术快 10 倍。

激光放大器可以提高光束的强度。这个特殊的放大器通过扩大激光可以传输信息的带宽或光波长，实现了十倍的传输速度。

我们生成和传输的信息量每天都在增长。由于流媒体服务、智能设备和生成式 AI 的激增，诺基亚贝尔实验室在其全球网络流量报告中预测，到 2030 年，数据流量将翻一番。

当前基于光学的电信系统通过光纤电缆（细玻璃线）发送激光脉冲来传输信息。容量（可以传输的信息量）由放大器的带宽（它可以放大的光波长）决定。随着数据流量的增加，带宽因此变得至关重要。

大多数用于现代电信（如互联网通信）的激光器都需要放大器。这些通过称为受激发射的过程进行工作，该过程使用入射光子来刺激释放具有相同能量和方向的另一个光子。

科学家们现在设计了一种新型激光技术，可以使用一种称为高效光放大的技术来传输信息。研究人员于 4 月 9 日在《自然》杂志上发表了他们的发现。

“目前用于光通信系统的放大器的带宽约为 30 纳米，”瑞典查尔姆斯理工大学光子学教授、主要作者彼得·安德烈克森在一份声明中说。“然而，我们的放大器拥有 300 纳米的带宽，使其每秒传输的数据量是现有系统的 10 倍。”

新放大器由氮化硅制成，氮化硅是一种耐高温的硬化陶瓷材料。放大器使用螺旋形波导来有效地引导激光脉冲，以消除信号中的异常。该技术还被小型化，因此多个放大器可以安装在一个小芯片上。

研究人员选择了螺旋波导而不是其他波导类型，因为它们可以在小区域内创建更长的光路。这增强了有用的效果，例如四波混频，当两个或多个光学频率组合在一起以最小的噪声（可能破坏信号质量的外部干扰）放大输出时，就会发生四波混频。

由于光速是恒定的，因此激光本身的传播速度不会比传统激光快。然而，更大的带宽使新型放大器能够传输比传统激光器多 10 倍的数据。

该放大器目前在 1,400 至 1,700 纳米的光波长范围内工作，该波长范围在短波红外范围内。研究的下一阶段将是了解它如何在其他波长下工作，例如可见光（400 至 700 纳米）和更宽范围的红外光（2,000 至 4,000 纳米）的波长。

根据声明，新放大器具有多种潜在应用，包括医学成像、全息术、光谱学和显微镜。该技术的小型化还可以使用于基于光的应用的激光器更小、更实惠。

“对设计进行微小的调整也将能够放大可见光和红外光，”安德烈克森说。“这意味着该放大器可用于激光系统，用于医疗诊断、分析和治疗。大带宽允许对组织和器官进行更精确的分析和成像，有助于早期发现疾病。

来源：凉柚老木