瑞士洛桑联邦理工学院与IBM欧洲研究院联合研发团队在新一期《自然》杂志发表论文称,他们研制出一款基于光子芯片的行波参量放大器,通过紧凑结构实现了超带宽信号放大。
现代通信网络依靠光信号传输海量数据。然而,这些光信号需要经过放大,才能在长距离传输中不丢失信息。数十年来,掺铒光纤放大器作为最常用的工具,在这方面发挥着关键作用。它无需频繁重新生成信号,就能将信号传输至更远的地点。然而,掺铒光纤放大器的工作带宽仅限于C波段(约35纳米),这限制了光网络的扩展能力。
新研制的这款放大器采用了将磷化镓沉积在二氧化硅上的技术。磷化镓是一种具有优异光学特性的Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料。大多数放大器依赖稀土元素来增强信号,而研究团队选择磷化镓是因为其出色的光学特性。首先,它表现出强烈的光学非线性,使通过其中的光波能以增强信号强度的方式相互作用。其次,它的折射率高,可将光紧密限制在波导内,显著提高放大效率。基于这些特性,研究团队仅使用几厘米长的波导就实现了高增益,使放大器的体积大幅缩小,且所有功能都集成在一个紧凑的芯片级设备中。
实验结果表明,这款芯片级放大器在约140纳米的带宽范围内实现了超过10分贝的净增益,是传统掺铒光纤放大器带宽的3倍。此外,该器件在保持较低噪声的同时,增益可达35分贝,并能处理输入功率范围跨越6个数量级的信号。这些特性使该放大器在电信之外的各种应用中具有高度适应性,例如精密传感。
此外,这款放大器还提升了光学频率梳和相干通信信号的性能,这两项技术是现代光网络和光子学的关键技术。
新型放大器对数据中心、人工智能处理器和高性能计算系统具有深远影响,更快、更高效的数据传输使这些系统都能获益。此外,它的应用范围还扩展到数据传输之外,包括光学传感、计量学,甚至自动驾驶汽车中使用的激光雷达系统。
近日,四川农业大学动物医学院猪病研究中心黄小波课题组在自然指数(Nature index)期刊Journal of Biological Chemistry发表 12月14日,美国《科学》杂志公布了2023年度十大科学突破,胰高糖素样肽-1(GLP-1)受体激动剂的研发以及今年发现的可缓解肥 根据12月13日发表于《自然》上的两项研究,澳大利亚北部和中部地区的土著是地球上基因最独特的群体,他们的基因变异率很高, 科技日报北京12月18日电 (记者刘霞)据美国趣味科学网站17日报道,美国科学家近日利用水下扬声器与一头名叫吐温的座头鲸 ·GLP-1类药物正在以令人兴奋和不安的方式重塑医学、流行文化,甚至全球股市。制药公司掀起一场“肥胖革命”,但 1月18日,浙江科技大学、嘉兴大学分别在杭州、嘉兴举行揭牌仪式。面向未来,两所高校提出了各自的发展目标。 浙江科技大学 。本文链接:光子芯片放大器传输数据带宽提升3倍http://www.sushuapos.com/show-11-18759-0.html
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