स्टैनफोर्ड भौतिकविदों ने बनाया उंगली के आकार का लाइट बूस्टर जो चौंकाने वाली कम बिजली खाता है

आधुनिक जीवन में रोशनी बहुत भारी काम करती है - टीवी, सैटेलाइट, फाइबर ऑप्टिक केबल जो आपको यह वाक्य पढ़ने देती हैं। अब स्टैनफोर्ड के भौतिकविदों ने पता लगा लिया है कि बिजली के बिल को जलाए बिना रोशनी को थोड़ा अतिरिक्त जोर कैसे दिया जाए। उन्होंने एक ऑप्टिकल एम्पलीफायर बनाया जो लगभग उंगली के आकार का है और लाइट सिग्नल को लगभग 100 गुना मजबूत कर सकता है, जबकि यह केवल कुछ सौ मिलीवॉट की खपत करता है।

संदर्भ के लिए, ऑप्टिकल एम्पलीफायर ऑडियो एम्पलीफायर की तरह काम करते हैं - सिवाय इसके कि वे आपके पड़ोसी की बास-भारी प्लेलिस्ट के बजाय रोशनी को बढ़ाते हैं। पारंपरिक कॉम्पैक्ट संस्करण बिजली गटकते हैं, जिससे वे उतने ही कुशल होते हैं जितना एक ट्रेडमिल जो केवल ढलान पर चलता है। नया उपकरण, जर्नल नेचर में वर्णित, संचालन के लिए आवश्यक अधिकांश ऊर्जा को रीसायकल करके इससे बचता है।

"हमने पहली बार एक वास्तव में बहुमुखी, कम-शक्ति वाला ऑप्टिकल एम्पलीफायर प्रदर्शित किया है, जो ऑप्टिकल स्पेक्ट्रम में काम कर सकता है और इतना कुशल है कि इसे एक चिप पर एकीकृत किया जा सकता है," अध्ययन के वरिष्ठ लेखक और स्टैनफोर्ड में भौतिकी के एसोसिएट प्रोफेसर अमीर सफावी-नैनी ने कहा। अनुवाद: अब हम पहले की तुलना में बहुत अधिक जटिल ऑप्टिकल सिस्टम बना सकते हैं, और उन्हें अपने स्वयं के बिजली संयंत्र की आवश्यकता नहीं होगी।

एम्पलीफायर शोर को न्यूनतम रखता है - कोई भी फुफकारने वाला सिग्नल नहीं चाहता - और मौजूदा मॉडलों की तुलना में तरंगदैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला में काम करता है, जिसका अर्थ है कि यह कम हस्तक्षेप के साथ अधिक डेटा ले जा सकता है। गुप्त सॉस में एक रेज़ोनेंट डिज़ाइन शामिल है जो प्रकाश को अपने आप वापस भेजता है, जैसे एक फोटॉन रेसट्रैक के चारों ओर गोद लगा रहा हो। पंप लाइट लूप करता है, अधिक तीव्र हो जाता है, और लक्ष्य सिग्नल को अधिक कुशलता से बढ़ाता है।

"इस एम्पलीफायर को संचालित करने वाले पंप की ऊर्जा को रीसायकल करके, हमने इसे अधिक कुशल बनाया, और यह इसके अन्य गुणों की कीमत पर नहीं आता," सह-प्रथम लेखक और सफावी-नैनी की प्रयोगशाला में डॉक्टरेट छात्र डेविन डीन ने कहा। चूंकि उपकरण कॉम्पैक्ट और ऊर्जा-कुशल है, यह बैटरी पर चल सकता है और लैपटॉप, स्मार्टफोन या अन्य छोटे इलेक्ट्रॉनिक्स में भरा जा सकता है।

"जब आप ऐसा कर सकते हैं, तो संभावनाएं वास्तव में काफी व्यापक हैं क्योंकि वे इतने छोटे हैं कि आप उन्हें बड़े पैमाने पर उत्पादित कर सकते हैं और उन्हें बैटरी से बिजली दे सकते हैं," डीन ने कहा। संभावित अनुप्रयोगों में डेटा संचार, बायोसेंसिंग और नए प्रकाश स्रोत बनाना शामिल है - मूल रूप से कुछ भी जो बड़े प्लग के बिना एक मजबूत सिग्नल का उपयोग कर सकता है।

शोध को डिफेंस एडवांस्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेंसी, एनटीटी रिसर्च और नेशनल साइंस फाउंडेशन द्वारा समर्थित किया गया था। सह-लेखकों में तेवोन पार्क, मार्टिन फेजर, ह्यूबर्ट स्टोकोव्स्की, सैम रॉबिसन, अलेक्जेंडर ह्वांग, ल्यूक क्यूई और जेसन हेरमैन भी शामिल हैं। डीन, पार्क, सफावी-नैनी और स्टोकोव्स्की ने पावर-कंस्ट्रेन्ड फोटोनिक सेंसर में क्वांटम लाभ प्राप्त करने के तरीकों को कवर करने वाला एक पेटेंट आवेदन दायर किया है।

सामग्री स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान की गई। नोट: सामग्री को शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।