國外科學家稱,在取得重大突破後,激光傳(chuan) 輸數據的速度將比目前的互聯網電纜快1000倍。
這項新研究使用的是太赫茲(zi) 量子級聯激光器,它可以將數據以當前技術無法想象的速度發送到世界各地。
這項研究發表在今天的《自然通訊》(Nature communications)雜誌上。研究人員表示,激光可以極大地加速數據通信。
在這項研究中,研究人員在太赫茲(zi) 量子級聯激光器的控製方麵取得了突破。他們(men) 說,太赫茲(zi) 量子級聯激光器可以在100千兆比特的速度下進行短距離無線傳(chuan) 輸數據。目前的以太網連接速度為(wei) 每秒100兆位,速度要慢1000倍。
具體(ti) 的激光種類是不同的,因為(wei) 它們(men) 發出的光在太赫茲(zi) 的電磁波譜範圍內(nei) ,而太赫茲(zi) 的電磁波譜主要用於(yu) 分析化學物質。但通過將它們(men) 用於(yu) 發送數據,它們(men) 可以為(wei) 研究設施、醫院、衛星通信或任何需要非常快速網絡連接的情況提供更快的連接。
如果用來發送數據,每秒鍾需要關(guan) 閉大約1000億(yi) 次激光。這需要精確的控製,而工程師目前還無法做到這一點。
現在研究人員認為(wei) 他們(men) 已經找到了一種利用聲音和光來控製這種快速調製的方法。
“這是一項激動人心的研究,”利茲(zi) 大學納米電子學教授約翰·坎寧安(John Cunningham)說。“目前,調節量子級聯激光器的係統是電力驅動的,但該係統有局限性。
具有諷刺意味的是,提供調製的電子元件通常會(hui) 對調製的速度施加製動。我們(men) 正在開發的機製依賴於(yu) 聲波。”
當一個(ge) 電子穿過激光的光學部分時,它會(hui) 穿過大量的“量子阱”,這些量子阱會(hui) 釋放出光能量的脈衝(chong) 。在新的實驗中,一個(ge) 電子可以發射出許多光子,而這些光子是由聲波振動量子阱來控製的。
“本質上,我們(men) 所做的是利用聲波來震動量子級聯激光器內(nei) 部複雜的電子態,”諾丁漢大學的物理學教授托尼·肯特(Tony Kent)說。“我們(men) 可以看到它的太赫茲(zi) 光輸出被聲波改變了。”
這項研究並不完美,在激光能夠可靠地傳(chuan) 輸數據之前,還需要更多的控製。但隨著進一步的研究,它們(men) 可能會(hui) 在數據傳(chuan) 輸方麵帶來重大突破。
坎寧安教授說:“我們(men) 沒有達到可以完全停止和啟動水流的情況,但我們(men) 能夠控製光輸出的幾個(ge) 百分點,這是一個(ge) 很好的開始。”
“我們(men) 相信,經過進一步的改進,我們(men) 將能夠開發出一種新的機製,完全控製激光的光子發射,甚至可能將產(chan) 生聲音的結構與(yu) 太赫茲(zi) 激光結合起來,這樣就不需要外部聲源了。”
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