Un amplificateur unique pourrait changer la communication optique

Des chercheurs de l'Université de technologie de Chalmers ont mis au point un amplificateur optique qui, selon eux, révolutionnera à la fois l'espace et la communication par fibre. Le nouvel amplificateur offre des performances élevées, est suffisamment compact pour s'intégrer dans une puce de quelques millimètres seulement et, surtout, ne génère pas de bruit excessif.

La communication optique permet d'envoyer des informations sur de très longues distances. La technologie est utile dans une gamme d'applications, telles que la communication spatiale et les câbles à fibres optiques pour le trafic Internet.

Avec une communication basée sur la lumière plutôt que sur les ondes radio, nous pourrions, par exemple, envoyer rapidement des images haute résolution depuis Mars. Les informations, transportées par des faisceaux laser, pourraient être envoyées à grande vitesse d'un émetteur sur la planète à un récepteur sur Terre ou sur la Lune. La communication optique nous permet également d'utiliser Internet dans le monde entier, que le signal soit transféré dans des câbles à fibre optique sous le fond marin ou transmis sans fil.

Parce que la lumière - transportant l'information entre deux points distants - perd de la puissance en cours de route, un grand nombre d'amplificateurs optiques sont nécessaires. Sans amplificateurs, jusqu'à 99 % du signal d'un câble à fibre optique disparaîtrait dans un rayon de 100 kilomètres.

Un problème bien connu dans la communication optique, cependant, est que ces amplificateurs ajoutent un bruit excessif qui altère considérablement la qualité du signal que vous souhaitez envoyer ou recevoir. L'amplification de la lumière dans le projet Chalmers est basée sur un principe connu sous le nom d'effet Kerr, qui est à ce jour la seule approche connue qui amplifie la lumière sans provoquer de bruit excessif significatif. Le principe a déjà été démontré, mais jamais dans un format aussi compact — les versions précédentes étaient trop volumineuses pour être utiles. Le nouvel amplificateur tient dans une petite puce de quelques millimètres seulement, par rapport aux amplificateurs précédents qui étaient plusieurs milliers de fois plus gros.

De plus, les nouveaux amplificateurs offrent un niveau de performance suffisamment élevé pour pouvoir être placés avec plus de parcimonie, ce qui en fait une option plus économique. Ils fonctionnent également en mode onde continue (CW) plutôt qu'en mode pulsé uniquement.

« Ce que nous démontrons ici représente la première opération CW avec un bruit extrêmement faible dans une puce intégrée compacte. Cela offre une possibilité réaliste d'utilisation pratique dans une variété d'applications. Puisqu'il est possible d'intégrer l'amplificateur dans de très petits modules, vous pouvez obtenir des solutions moins chères avec de bien meilleures performances, ce qui rend cela très intéressant pour les acteurs commerciaux à long terme », a déclaré le professeur Peter Andrekson. "Il peut avoir de nombreuses utilisations pratiques, non seulement dans les communications, mais dans des domaines tels que les ordinateurs quantiques, divers systèmes de capteurs et la métrologie lors de la réalisation de mesures atmosphériques à partir de satellites pour la surveillance de la Terre."