В рамках реализации программы по снижению стоимости высокоскоростной интернет-связи и потребляемой в процессе её энергии учёным удалось разработать оптический носитель, в котором многочисленные лучи света смогут автоматически исправлять собственные формы, не влияя при этом друг на друга.
Использование так называемого эффекта нелинейной оптики способно обеспечить ускорение обработки данных в тысячу раз в сравнении с традиционным электронным методом, утверждают исследователи.
До сих пор представлялось возможным обрабатывать таким образом лишь один оптический луч за единицу времени, поскольку в случае появления множества световых лучей эффект нелинейной оптики также порождал вредное межлучевое взаимодействие или же взаимные помехи.
Исследователи из американского Университета Техаса в Арлингтоне (UTA) и канадского Университета Вермонта (UVM) смогли добиться успешной одновременной нелинейно-оптической обработки множественных световых лучей на одном устройстве без преобразования их в электронные лучи, открыв тем самым путь для раскрытия полного потенциала данной технологии.
«Наш новый нелинейный носитель позволил нам продемонстрировать возможность одновременного, полностью оптической регенерации на одном устройстве 16-ти каналов с мультиплексированием с разделением по длине волны (WDM), и при этом число каналов ограничивалось лишь логистическими возможностями нашей лаборатории», – говорит профессор UTA Михаил Васильев.
«Данный эксперимент открывает возможности для увеличения количества каналов до отметки свыше ста без увеличения стоимости их обработки, и всё это – при помощи устройства размером с книжку», – говорит Васильев, который и возглавлял работу над проектом, опубликованном в Nature Communications.
В настоящее время для устранения эффекта «зашумления», возникающего при прохождении световых лучей в оптических линиях связи, операторы телекоммуникаций часто вынуждены прибегать к оптико-электрической регенерации.
Данный процесс обеспечивает преобразование оптических сигналов в электрические при помощи быстрых световых датчиков, обработку их при помощи полупроводниковых схем, а затем – обратное их преобразование в световые лучи при помощи лазеров, установленных после электронно-оптических модуляторов.
По словам учёных, каждое оптическое волокно способно передавать более сотни различных сигналов с разной длиной волны – данная технология известна как мультиплексирование с разделением по длине волны (WDM).
Подобная оптико-электронная регенерация должна проводиться отдельно для луча каждой длины волны, что требует наличия больших, дорогих, энергоёмких и не очень эффективных регенераторов, – говорят учёные.
