Científicos han diseñado un amplificador que puede transmitir 10 veces más información por segundo que los sistemas de fibra óptica actuales, lo que podría ser útil para el tratamiento y diagnóstico médico.
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Científicos han desarrollado un nuevo tipo de amplificador láser que puede transmitir información 10 veces más rápido que la tecnología actual.
Los amplificadores láser aumentan la intensidad de los haces de luz. Este amplificador en particular logra un aumento de diez veces en la velocidad de transmisión al expandir el ancho de banda, o las longitudes de onda de luz, a las que los láseres pueden transmitir información.
Los sistemas actuales de telecomunicaciones basados en óptica transmiten información enviando pulsos de luz láser a través de cables de fibra óptica, que son finos hilos de vidrio. La capacidad —la cantidad de información que se puede transmitir— está determinada por el ancho de banda del amplificador (las longitudes de onda de luz que puede amplificar). A medida que aumenta el tráfico de datos, el ancho de banda se vuelve crucial.
La mayoría de los láseres utilizados para las telecomunicaciones modernas, como las comunicaciones por Internet, requieren un amplificador. Estos funcionan mediante un proceso llamado emisión estimulada, que utiliza un fotón entrante para estimular la liberación de otro fotón con la misma energía y dirección.
Los científicos han diseñado ahora un nuevo tipo de tecnología láser que puede transmitir información utilizando una tecnología llamada amplificación óptica de alta eficiencia. Los investigadores publicaron sus hallazgos el 9 de abril en la revista Nature.
“Los amplificadores utilizados actualmente en los sistemas de comunicación óptica tienen un ancho de banda de aproximadamente 30 nanómetros”, dijo en un comunicado el autor principal, Peter Andrekson, profesor de fotónica en la Universidad Tecnológica de Chalmers en Suecia. “Nuestro amplificador, sin embargo, presume de un ancho de banda de 300 nanómetros, lo que le permite transmitir diez veces más datos por segundo que los de los sistemas existentes”.
El nuevo amplificador está hecho de nitruro de silicio, un material cerámico endurecido resistente a altas temperaturas. El amplificador utiliza guías de onda en forma de espiral para dirigir eficientemente los pulsos láser y eliminar anomalías de la señal. La tecnología también se ha miniaturizado para que múltiples amplificadores puedan caber en un chip pequeño.
Los investigadores eligieron guías de onda en espiral sobre otros tipos de guías de onda porque permiten crear trayectorias ópticas más largas en un área pequeña. Esto mejora efectos útiles como la mezcla de cuatro ondas, que ocurre cuando se combinan dos o más frecuencias ópticas para amplificar la salida con un mínimo de ruido (interferencia externa que puede perturbar la calidad de la señal).
Dado que la velocidad de la luz es constante, la luz láser en sí no viaja más rápido que la de los láseres convencionales. Sin embargo, el mayor ancho de banda permite que el nuevo amplificador transmita 10 veces más datos que los láseres convencionales.
El amplificador funciona actualmente en un rango de longitudes de onda de luz de 1.400 a 1.700 nanómetros, que se encuentra dentro del rango infrarrojo de onda corta. La siguiente etapa de la investigación será observar cómo opera en otras longitudes de onda, como las de la luz visible (400 a 700 nanómetros) y un rango más amplio de luz infrarroja (2.000 a 4.000 nanómetros).
El nuevo amplificador tiene múltiples aplicaciones potenciales, que incluyen imágenes médicas, holografía, espectroscopía y microscopía, según el comunicado. La miniaturización de la tecnología también podría hacer que los láseres para aplicaciones basadas en luz sean más pequeños y asequibles.
“Ajustes menores en el diseño permitirían la amplificación de luz visible e infrarroja también”, dijo Andrekson. “Esto significa que el amplificador podría utilizarse en sistemas láser para diagnóstico, análisis y tratamiento médico. Un gran ancho de banda permite análisis e imágenes más precisas de tejidos y órganos, facilitando la detección temprana de enfermedades”.
Sourse: www.livescience.com