От устранения задержек до раннего обнаружения рака: новый чип шведских исследователей ускорит интернет в 10 раз

Учёные из Технологического университета Чалмерса (Швеция) создали оптический усилитель, способный передавать данные в десять раз быстрее современных технологий. Статья, опубликованная в журнале Nature, утверждает, что разработка не только справится с сетевыми перегрузками из-за увеличения интернет-трафика, но и предоставит новые возможности для медицины, космических коммуникаций и лазерной техники.

В настоящее время данные поступают по оптическим кабелям благодаря лазерным импульсам. Для сохранения чёткости сигнала применяют усилители, от которых зависит пропускная способность всей системы. Текущие модели оперируют в диапазоне около 30 нанометров, тогда как новый чип охватывает 300 нанометров, что напоминает замену узкого прохода на широкий мост — информация проходит более свободно и качественно.

Учёные использовали нитрид кремния для изготовления устройства, благодаря чему оно эффективно проводит свет. Внутри чипа расположены спиралевидные каналы, сокращающие потери света. «Ключевым его достоинством является рекордная широта диапазона при минимальных интерференциях. Это позволяет усиливать даже самые слабые сигналы, например, от орбитальных спутников,» — объясняет ведущий проекта, Питер Андрекссон.

На одном чипе было установлено несколько усилителей, что делает технологию лёгкой для масштабирования. Такая конструкция позволит создавать лазеры, мгновенно переключающиеся между различными длинными волн. В медицинских приложениях инфракрасный спектр поможет более детально визуализировать ткани в поисках опухолей, а видимый диапазон сделает лазерные вмешательства точнее. Кроме того, устройства станут более компактными и менее затратными, заменяя множество специализированных аппаратов.

Сейчас чип работает в диапазоне 1400–1700 нанометров, подходящем для интернетоммуникаций. Тем не менее, изменения в конструкции позволят адаптировать его для видимого света (400–700 нм) или инфракрасного излучения (2000–4000 нм), что откроет двери для новых технологий, таких как создание голографических дисплеев и проведение неинвазивных хирургических операций.

Технология уже успешно прошла лабораторные испытания, и её первые применения ожидаются в ближайшие годы. Разработку планируют внедрить в интернет-инфраструктуру, чтобы справиться с увеличением трафика от умных устройств и потоковых сервисов. Позднее она будет использоваться в медицинском оборудовании и исследовательских установках. Учёные предрекают, что в течение 5–10 лет, такие чипы станут стандартом как для ускоренного интернета, так и для более точной диагностики заболеваний.

Источник: iXBT