Un amplificador único podría cambiar la comunicación óptica

Investigadores de la Universidad Tecnológica de Chalmers han desarrollado un amplificador óptico que esperan revolucionará tanto la comunicación espacial como la de fibra. El nuevo amplificador ofrece un alto rendimiento, es lo suficientemente compacto como para integrarse en un chip de apenas unos milímetros de tamaño y, lo que es más importante, no genera un exceso de ruido.

La comunicación óptica permite enviar información a distancias muy largas. La tecnología es útil en una variedad de aplicaciones, como la comunicación espacial y los cables de fibra óptica para el tráfico de Internet.

Con la comunicación basada en la luz, en lugar de las ondas de radio, podríamos, por ejemplo, enviar rápidamente imágenes de alta resolución desde Marte. La información, transportada por rayos láser, podría enviarse a alta velocidad desde un transmisor en el planeta a un receptor en la Tierra o en la Luna. La comunicación óptica también nos permite usar Internet en todo el mundo, ya sea que la señal se transfiera en cables de fibra óptica debajo del lecho marino o se transmita de forma inalámbrica.

Debido a que la luz, que transporta la información entre dos puntos distantes, pierde potencia en el camino, se necesita una gran cantidad de amplificadores ópticos. Sin amplificadores, hasta el 99 por ciento de la señal en un cable de fibra óptica desaparecería en 100 kilómetros.

Sin embargo, un problema bien conocido en la comunicación óptica es que estos amplificadores agregan un exceso de ruido que afecta significativamente la calidad de la señal que desea enviar o recibir. La amplificación de la luz en el proyecto Chalmers se basa en un principio conocido como efecto Kerr, que hasta ahora es el único enfoque conocido que amplifica la luz sin causar un exceso de ruido significativo. El principio se ha demostrado antes, pero nunca en un formato tan compacto:las versiones anteriores eran demasiado voluminosas para ser útiles. El nuevo amplificador cabe en un pequeño chip de unos pocos milímetros de tamaño, en comparación con los amplificadores anteriores que eran varios miles de veces más grandes.

Además, los nuevos amplificadores ofrecen un nivel de rendimiento lo suficientemente alto como para que se puedan colocar con más moderación, lo que los convierte en una opción más rentable. También funcionan en una operación de onda continua (CW) en lugar de una operación pulsada solamente.

“Lo que demostramos aquí representa la primera operación CW con un ruido extremadamente bajo en un chip integrado compacto. Esto proporciona una oportunidad realista para el uso práctico en una variedad de aplicaciones. Dado que es posible integrar el amplificador en módulos muy pequeños, puede obtener soluciones más económicas con un rendimiento mucho mejor, lo que lo hace muy interesante para los jugadores comerciales a largo plazo”, dijo el profesor Peter Andrekson. "Puede tener muchos usos prácticos, no solo en la comunicación, sino en áreas que incluyen computadoras cuánticas, varios sistemas de sensores y en metrología cuando se realizan mediciones atmosféricas desde satélites para monitorear la Tierra".