Amplificador exclusivo pode alterar a comunicação óptica

Pesquisadores da Chalmers University of Technology desenvolveram um amplificador óptico que eles esperam revolucionar tanto o espaço quanto a comunicação por fibra. O novo amplificador oferece alto desempenho, é compacto o suficiente para se integrar em um chip de apenas milímetros e, crucialmente, não gera ruído excessivo.

A comunicação óptica possibilita o envio de informações a distâncias muito longas. A tecnologia é útil em diversas aplicações, como comunicação espacial e em cabos de fibra ótica para tráfego de internet.

Com a comunicação baseada na luz, em vez de ondas de rádio, poderíamos, por exemplo, enviar rapidamente imagens de alta resolução de Marte. A informação, transportada por feixes de laser, poderia ser enviada em alta velocidade de um transmissor no planeta para um receptor na Terra ou na Lua. A comunicação óptica também nos permite usar a Internet em todo o mundo - seja o sinal transferido em cabos de fibra óptica sob o fundo do mar ou transmitido sem fio.

Como a luz – transportando a informação entre dois pontos distantes – perde energia ao longo do caminho, é necessário um grande número de amplificadores ópticos. Sem amplificadores, até 99% do sinal em um cabo de fibra óptica desapareceria em 100 quilômetros.

Um problema bem conhecido na comunicação óptica, no entanto, é que esses amplificadores adicionam excesso de ruído que prejudica significativamente a qualidade do sinal que você deseja enviar ou receber. A amplificação da luz no projeto Chalmers é baseada em um princípio conhecido como efeito Kerr, que até agora é a única abordagem conhecida que amplifica a luz sem causar excesso de ruído significativo. O princípio já foi demonstrado antes, mas nunca em um formato tão compacto – as versões anteriores eram muito volumosas para serem úteis. O novo amplificador cabe em um pequeno chip com apenas alguns milímetros de tamanho, em comparação com os amplificadores anteriores que eram milhares de vezes maiores.

Além disso, os novos amplificadores oferecem um nível de desempenho alto o suficiente para que possam ser colocados com mais moderação, tornando-os uma opção mais econômica. Eles também funcionam em uma operação de onda contínua (CW) em vez de apenas uma operação pulsada.

“O que demonstramos aqui representa a primeira operação CW com um ruído extremamente baixo em um chip integrado compacto. Isso oferece uma oportunidade realista para uso prático em uma variedade de aplicações. Como é possível integrar o amplificador em módulos muito pequenos, você pode obter soluções mais baratas com desempenho muito melhor, tornando isso muito interessante para players comerciais a longo prazo”, disse o professor Peter Andrekson. “Ele pode ter muitos usos práticos, não apenas em comunicação, mas em áreas como computadores quânticos, vários sistemas de sensores e metrologia ao fazer medições atmosféricas de satélites para monitoramento da Terra”.