國外科學(xué)家稱，在取得重大突破后，激光傳輸數(shù)據(jù)的速度將比目前的互聯(lián)網(wǎng)電纜快1000倍。

這項新研究使用的是太赫茲量子級聯(lián)激光器，它可以將數(shù)據(jù)以當(dāng)前技術(shù)無法想象的速度發(fā)送到世界各地。

這項研究發(fā)表在今天的《自然通訊》(Nature communications)雜志上。研究人員表示，激光可以極大地加速數(shù)據(jù)通信。

在這項研究中，研究人員在太赫茲量子級聯(lián)激光器的控制方面取得了突破。他們說，太赫茲量子級聯(lián)激光器可以在100千兆比特的速度下進(jìn)行短距離無線傳輸數(shù)據(jù)。目前的以太網(wǎng)連接速度為每秒100兆位，速度要慢1000倍。

具體的激光種類是不同的，因為它們發(fā)出的光在太赫茲的電磁波譜范圍內(nèi)，而太赫茲的電磁波譜主要用于分析化學(xué)物質(zhì)。但通過將它們用于發(fā)送數(shù)據(jù)，它們可以為研究設(shè)施、醫(yī)院、衛(wèi)星通信或任何需要非?？焖倬W(wǎng)絡(luò)連接的情況提供更快的連接。

如果用來發(fā)送數(shù)據(jù)，每秒鐘需要關(guān)閉大約1000億次激光。這需要精確的控制，而工程師目前還無法做到這一點。

現(xiàn)在研究人員認(rèn)為他們已經(jīng)找到了一種利用聲音和光來控制這種快速調(diào)制的方法。

“這是一項激動人心的研究，”利茲大學(xué)納米電子學(xué)教授約翰·坎寧安(John Cunningham)說?！澳壳?，調(diào)節(jié)量子級聯(lián)激光器的系統(tǒng)是電力驅(qū)動的，但該系統(tǒng)有局限性。

具有諷刺意味的是，提供調(diào)制的電子元件通常會對調(diào)制的速度施加制動。我們正在開發(fā)的機(jī)制依賴于聲波。”

當(dāng)一個電子穿過激光的光學(xué)部分時，它會穿過大量的“量子阱”，這些量子阱會釋放出光能量的脈沖。在新的實驗中，一個電子可以發(fā)射出許多光子，而這些光子是由聲波振動量子阱來控制的。

“本質(zhì)上，我們所做的是利用聲波來震動量子級聯(lián)激光器內(nèi)部復(fù)雜的電子態(tài)，”諾丁漢大學(xué)的物理學(xué)教授托尼·肯特(Tony Kent)說?！拔覀兛梢钥吹剿奶掌澒廨敵霰宦暡ǜ淖兞??！?/span>

這項研究并不完美，在激光能夠可靠地傳輸數(shù)據(jù)之前，還需要更多的控制。但隨著進(jìn)一步的研究，它們可能會在數(shù)據(jù)傳輸方面帶來重大突破。

坎寧安教授說：“我們沒有達(dá)到可以完全停止和啟動水流的情況，但我們能夠控制光輸出的幾個百分點，這是一個很好的開始?！?/span>

“我們相信，經(jīng)過進(jìn)一步的改進(jìn)，我們將能夠開發(fā)出一種新的機(jī)制，完全控制激光的光子發(fā)射，甚至可能將產(chǎn)生聲音的結(jié)構(gòu)與太赫茲激光結(jié)合起來，這樣就不需要外部聲源了?！?/span>