丹麥和瑞典科學家們(men) 實現了令人眼花繚亂(luan) 的數據傳(chuan) 輸速度,是世界上第一個(ge) 僅(jin) 使用單個(ge) 激光器和單個(ge) 光學芯片傳(chuan) 輸超過1PBit/s(Pbit/s)的數據(1 PB約當於(yu) 100萬(wan) GB)。
在實驗中,科學家們(men) 成功地傳(chuan) 輸了1.8Pbit/s,相當於(yu) 全球互聯網總流量的兩(liang) 倍,並且僅(jin) 由來自一個(ge) 光源的光攜帶。光源是一種定製設計的光學芯片,它可以使用單個(ge) 紅外激光器發出的光來創建多種顏色的彩虹光譜,即多種頻率。因此,單個(ge) 激光器的一個(ge) 頻率可以在單個(ge) 芯片中倍增為(wei) 數百個(ge) 頻率。
所有的頻率都固定在一個(ge) 特定的頻率距離上,就像梳子一樣,這就是為(wei) 什麽(me) 它被稱為(wei) “頻率梳”。每種顏色(或頻率)都可以被分離並用於(yu) 壓印數據。之後這些頻率可以重新組合並通過光纖發送,從(cong) 而傳(chuan) 輸數據。正如研究人員所發現的,即使是大量的數據。
實驗演示表明,單個(ge) 芯片可以輕鬆地傳(chuan) 輸1.8 Pbit/s,如果使用現在最先進的商業(ye) 設備,則需要1000多個(ge) 激光器。為(wei) 該實驗投資的公司表示:“該芯片的特殊之處在於(yu) ,它產(chan) 生了一種具有理想光纖通信特性的頻率梳,它具有高光功率,並覆蓋了光譜區域內(nei) 的寬頻帶,這對高級光通信很有意義(yi) 。有趣的是,芯片沒有針對這個(ge) 特定應用進行優(you) 化。”
“事實上,一些特征參數是通過巧合而非設計實現的,然而,在我們(men) 的團隊的努力下,我們(men) 現在能夠對該過程進行逆向工程,並為(wei) 電信領域的目標應用實現高再現性的微碼。”此外,科學家們(men) 還創建了一個(ge) 計算模型,從(cong) 理論上檢驗了使用與(yu) 實驗中使用的芯片相同的單個(ge) 芯片進行數據傳(chuan) 輸的基本潛力,計算結果顯示了擴大解決(jue) 方案規模的巨大潛力。
某矽光子學光學通信卓越中心負責人表示:“我們(men) 的計算表明,使用丹麥和瑞典科學家們(men) 製造的單片芯片和單個(ge) 激光器,我們(men) 將能夠傳(chuan) 輸敢達100 Pbit/s的數據。原因是,我們(men) 的解決(jue) 方案在創建多個(ge) 頻率以及將頻率梳分成多個(ge) 空間副本,然後對其進行光學放大,並將其用作並行源方麵都是可擴展的我們(men) 可以用它傳(chuan) 輸數據。盡管梳狀副本必須被放大,但我們(men) 不會(hui) 失去梳狀副本的質量,我們(men) 將其用於(yu) 頻譜高效的數據傳(chuan) 輸。”
“換言之,我們(men) 的解決(jue) 方案完全可以取代位於(yu) 互聯網中心和數據中心的數十萬(wan) 台激光器,所有這些激光器都消耗電力並產(chan) 生熱量。盡管科學家們(men) 在演示中突破了單個(ge) 激光源和單個(ge) 芯片的PB級障礙,但在解決(jue) 方案能夠在我們(men) 當前的通信係統中實現之前,仍有一些開發工作要做。”
科學家們(men) 表示:“全世界都在努力將激光源集成到光學芯片中,我們(men) 也在努力。我們(men) 在芯片中集成的組件越多,整個(ge) 發射器的效率就越高,即激光器、梳狀創建芯片、數據調製器和任何放大器元件。這將是一種非常高效的數據信號光學發射器。”
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