新型放大器结构紧凑，仅几厘米，但每秒可以处理的数据量是当前光通信系统的10倍。图片来源：瑞典查尔姆斯理工大学
科技日报北京4月13日电（记者刘霞）最新一期《自然》杂志刊发论文称，瑞典查尔姆斯理工大学科学家研制出一款新型放大器，能使数据传输速度超现有光纤10倍。
人工智能技术迅速发展、流媒体服务日益普及，以及新智能设备激增，促使数据流量暴增。预计到2030年，数据流量将翻一番。快速增长的数据流量对通信系统容量的要求也与日俱增。目前，互联网、电信等数据密集型服务使用光通信系统。此类系统利用光纤，借助激光脉冲长距离传输信息。
为确保信息高质量传输且不被噪声淹没，光放大器必不可少。光通信系统的数据传输容量在很大程度上取决于放大器的带宽，即其能将光放大的波长范围。目前光通信用放大器的带宽约为30纳米，而新型放大器的带宽达到300纳米，使其每秒传输的数据量是现有系统的10倍。
新型放大器由氮化硅制成，拥有几个小的螺旋形互连波导，这些波导能以最小损耗有效引导光。结合材料特性与巧妙的几何设计，新型放大器实现了几大技术优势：首先是将带宽增加了10倍；其次是能更有效降噪，从而能放大用于太空通信等领域非常微弱的信号；此外，他们还成功使放大器“瘦身”，使其能置于几厘米大小的芯片上。
不同波长的光具有不同应用领域。研究证明，新型放大器能在1400—1700纳米的光谱范围内工作。鉴于其带宽宽，通过修改波导设计，该放大器也能放大可见光（波长介于400—700纳米）和红外光（波长介于2000—4000纳米）等波长范围的信号。
研究团队强调，新型放大器为激光系统提供了一种可扩展的解决方案，使其能在各种波长下工作，同时兼具成本效益、紧凑性和节能性。基于这种放大器的激光系统可广泛应用于医学研究、诊断和治疗、成像、全息术、光谱学、显微镜，以及材料和组件表征等多个领域。
作为光通信系统的核心器件之一，光放大器的应用，极大地推动了光纤通信技术的发展，为构建现代通信网络提供了重要支撑。如今，随着5G、人工智能、大数据、物联网等新兴信息技术的发展，海量信息传输和处理成为新的技术潮流，这也对光纤通信技术提出新的挑战。为适应新兴信息技术最新发展趋势，光放大器目前正朝着宽带化、集成化和智能化方向演进，以助力愈发宽广的“信息航道”畅通无阻。
