Işık, modern hayatta ağır işlerin çoğunu üstleniyor - televizyonlar, uydular, bu cümleyi okumanızı sağlayan fiber optik kablolar. Şimdi Stanford'daki fizikçiler, elektrik faturasını yakmadan ışığa biraz daha fazla güç vermenin bir yolunu buldu. Parmak ucu büyüklüğünde, ışık sinyallerini yaklaşık 100 kat güçlendirebilen ve yalnızca birkaç yüz miliwatt tüketen bir optik amplifikatör inşa ettiler.

Bağlam için, optik amplifikatörler ses amplifikatörleri gibi çalışır - ancak komşunuzun bas ağırlıklı çalma listesi yerine ışığı güçlendirirler. Geleneksel kompakt versiyonlar genellikle çok fazla güç tüketir ve bu da onları sadece yokuş aşağı çalışan bir koşu bandı kadar verimli kılar. Nature dergisinde açıklanan yeni cihaz, çalışması için gereken enerjinin çoğunu geri dönüştürerek bu sorunu aşıyor.

"İlk kez gerçekten çok yönlü, düşük güçlü bir optik amplifikatör gösterdik; optik spektrum boyunca çalışabilen ve bir çipe entegre edilebilecek kadar verimli," dedi çalışmanın kıdemli yazarı ve Stanford'da fizik doçenti olan Amir Safavi-Naeini. Çeviri: Artık çok daha karmaşık optik sistemler inşa edebiliriz ve kendi enerji santrallerine ihtiyaç duymayacaklar.

Amplifikatör gürültüyü minimumda tutuyor - kimse tiz bir sinyal istemez - ve mevcut modellerden daha geniş bir dalga boyu aralığında çalışıyor, yani daha az parazit ile daha fazla veri taşıyabiliyor. Gizli sos, ışığı kendi üzerine geri gönderen rezonanslı bir tasarım içeriyor, tıpkı bir fotonun bir yarış pistinde tur atması gibi. Pompa ışığı döngü yapıyor, daha yoğun hale geliyor ve hedef sinyali daha verimli bir şekilde güçlendiriyor.

"Bu amplifikatörü besleyen pompanın enerjisini geri dönüştürerek onu daha verimli hale getirdik ve bu, diğer özelliklerinden ödün vermeye yol açmadı," dedi eş-birinci yazar ve Safavi-Naeini'nin laboratuvarında doktora öğrencisi olan Devin Dean. Cihaz kompakt ve enerji verimli olduğu için bir pille çalışabilir ve dizüstü bilgisayarlara, akıllı telefonlara veya diğer küçük elektronik cihazlara yerleştirilebilir.

"Bunu yapabildiğinizde, olasılıklar gerçekten çok geniş çünkü o kadar küçükler ki seri üretilebilir ve pillerle güçlendirilebilirler," dedi Dean. Potansiyel uygulamalar arasında veri iletişimi, biyoalgılama ve yeni ışık kaynakları yapmak yer alıyor - temelde daha büyük bir fiş olmadan daha güçlü bir sinyal kullanabilecek her şey.

Araştırma, Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı, NTT Research ve Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklendi. Ortak yazarlar arasında Taewon Park, Martin Fejer, Hubert Stokowski, Sam Robison, Alexander Hwang, Luke Qi ve Jason Herrmann da bulunuyor. Dean, Park, Safavi-Naeini ve Stokowski, güç kısıtlı fotonik sensörlerde kuantum avantajı elde etme yöntemlerini kapsayan bir patent başvurusunda bulundu.

Malzemeler Stanford Üniversitesi tarafından sağlanmıştır. Not: İçerik stil ve uzunluk açısından düzenlenmiş olabilir.