Các nhà khoa học vừa phát triển một loại bộ khuếch đại laser mới, có khả năng truyền dữ liệu nhanh gấp 10 lần so với công nghệ hiện tại, mở ra tiềm năng tạo ra các “siêu laser” cho internet tốc độ cao trong tương lai.
Hiện nay, hầu hết các hệ thống viễn thông, bao gồm cả internet, đều dựa vào cáp quang để truyền thông tin. Dữ liệu được gửi đi dưới dạng xung ánh sáng laser, và để giữ cho tín hiệu mạnh và rõ ràng, các hệ thống này cần có bộ khuếch đại ánh sáng. Tuy nhiên, tốc độ truyền tải thông tin không chỉ phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, mà còn vào băng thông – tức là dải bước sóng mà laser có thể truyền được dữ liệu.
Theo dự báo từ Nokia Bell Labs, lưu lượng dữ liệu toàn cầu sẽ tăng gấp đôi vào năm 2030 do sự bùng nổ của dịch vụ streaming, thiết bị thông minh và trí tuệ nhân tạo. Khi nhu cầu tăng cao, băng thông truyền dẫn sẽ trở thành yếu tố quyết định tốc độ internet.
Nếu được thương mại hóa, công nghệ này có thể tạo ra một thế hệ laser mini giá rẻ, vừa phù hợp cho các ứng dụng chuyên dụng, vừa góp phần đưa tốc độ internet toàn cầu lên một tầm cao mới. (ảnh minh họa)
Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature ngày 9/4, nhóm nhà khoa học do giáo sư Peter Andrekson (Trường ĐH Công nghệ Chalmers, Thụy Điển) dẫn đầu đã phát triển một loại bộ khuếch đại quang học hiệu suất cao hoàn toàn mới. Nếu như các bộ khuếch đại hiện tại chỉ xử lý được trong khoảng 30 nanomet băng thông, thì thiết bị mới đạt tới 300 nanomet – mở rộng khả năng truyền tải dữ liệu gấp 10 lần.
Điểm đặc biệt là thiết bị này được chế tạo từ silicon nitride – một loại vật liệu gốm siêu bền và chịu nhiệt cao – và sử dụng các ống dẫn sóng xoắn ốc để dẫn laser một cách hiệu quả và loại bỏ nhiễu trong tín hiệu. Nhờ thiết kế thông minh, nhiều bộ khuếch đại có thể được tích hợp vào một con chip nhỏ, giúp thu gọn kích thước và hạ giá thành.
Cấu trúc xoắn ốc của ống dẫn sóng cũng giúp kéo dài đường đi của ánh sáng trong một diện tích nhỏ, từ đó tăng hiệu ứng khuếch đại, đồng thời giảm nhiễu. Dù tốc độ ánh sáng không thay đổi, băng thông lớn hơn cho phép truyền nhiều dữ liệu hơn trong cùng một thời điểm.
Thiết bị hiện hoạt động trong dải ánh sáng hồng ngoại gần (từ 1.400 đến 1.700 nanomet), phù hợp với mạng cáp quang hiện nay. Trong bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu sẽ mở rộng thử nghiệm sang các bước sóng khác, bao gồm cả ánh sáng khả kiến (400–700 nm) và hồng ngoại xa hơn (2.000–4.000 nm).
Không chỉ phục vụ viễn thông, công nghệ mới còn có tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực như chụp ảnh y khoa, hiển vi, phân tích mô và tế bào, chẩn đoán sớm bệnh lý, cũng như các công nghệ như hologram và quang phổ học.
Giáo sư Andrekson cho biết: “Chỉ cần điều chỉnh nhỏ trong thiết kế, thiết bị này có thể khuếch đại được cả ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại. Điều này sẽ giúp tạo ra các hệ thống laser có độ chính xác cao hơn cho y học, đặc biệt trong việc phát hiện sớm các bệnh lý thông qua hình ảnh mô và cơ quan.”
Anh Việt
Nguồn tin: https://genk.vn/dot-pha-cong-nghe-laser-bo-khuech-dai-moi-co-the-giup-internet-nhanh-gap-10-lan-hien-nay-20250524212921667.chn
