कुछ ऐसी खोजें होती हैं जो बिना किसी शोर-शराबे या गरज-चमक के, चुपचाप दुनिया बदल देती हैं। चाल्मर्स विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा विकसित लेजर एम्पलीफायर उनमें से एक हो सकता है। कुछ वर्ग सेंटीमीटर की चिप पर, इन स्वीडिश वैज्ञानिकों ने घात को संघनित करने में कामयाबी हासिल की है डेटा ट्रांसमिशन जो वर्तमान फाइबर ऑप्टिक प्रणालियों से दस गुना तेज है। इसकी युक्ति सिलिकॉन नाइट्राइड में उत्कीर्ण सर्पिल वेवगाइड्स में निहित है, जो लेजर प्रकाश को ऐसी परिशुद्धता के साथ निर्देशित करते हैं, जो ऑप्टिकल संचार में पहले कभी नहीं देखी गई।
ऑप्टिकल संचार और सामान्यतः डेटा संचरण में एक बड़ी छलांग
पीटर एन्ड्रेसनचाल्मर्स विश्वविद्यालय में फोटोनिक्स के प्रोफेसर ने इस खोज के महत्व को स्पष्ट शब्दों में व्यक्त किया। पर प्रकाशित प्रकृति. वर्तमान प्रणालियाँ लगभग 30 नैनोमीटर की बैंडविड्थ पर काम करती हैं, जबकि उनका एम्पलीफायर 300 नैनोमीटर तक पहुंचता है: एक ऐसा अंतर जो डेटा ट्रांसमिशन की संभावनाओं को पूरी तरह से बदल देता है.
इस प्रौद्योगिकी का रहस्य उन्नत सामग्रियों और नवीन ज्यामितियों के संयोजन में निहित है। चिप में सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग किया गया है, जो एक उच्च तापमान सिरेमिक पदार्थ है, जिसे सर्पिल वेवगाइड्स के साथ एकीकृत किया गया है, जो छोटे उपकरणों के अंदर मीटर-लंबे ऑप्टिकल पथ को सक्षम बनाता है। ये सूक्ष्म सर्पिल लेजर किरणों को निर्देशित करते हैं, संकेत विसंगतियों को दूर करते हैं और दक्षता को अधिकतम करते हैं डेटा ट्रांसमिशन.
प्रकाश की गति स्थिर रहती है, लेकिन बढ़ी हुई बैंडविड्थ के कारण समान समय में दस गुना अधिक सूचना प्रेषित की जा सकती है। एक मौलिक तकनीकी अंतर जो आज के इंटरनेट और कल के इंटरनेट के बीच अंतर करता है।
सिद्धांत से व्यवहार तक
यह शोध अचानक से नहीं आया। आंद्रेक्सन और उनकी टीम एक दशक से अधिक समय से इस तकनीक पर काम कर रही है। प्रथम प्रयोग 2011 में हुए, लेकिन पिछले चार वर्षों से ही शोधकर्ताओं ने अंतरिक्ष अनुप्रयोगों पर ध्यान केंद्रित किया है।
यह एम्पलीफायर लघुतरंग अवरक्त स्पेक्ट्रम के भीतर 1.400 और 1.700 नैनोमीटर के बीच तरंगदैर्घ्य रेंज में काम करता है। चाल्मर्स विश्वविद्यालय के आधिकारिक संचार द्वारा इसकी पुष्टि की गई हैयह विशेषता इसे न केवल स्थलीय संचार के लिए उपयुक्त बनाती है, बल्कि ऐसे अनुप्रयोगों के लिए भी उपयुक्त बनाती है जहां कमजोर संकेतों को बहुत अधिक दूरी तय करनी होती है।
परीक्षणों से आश्चर्यजनक प्रदर्शन का पता चला: एम्पलीफायर ने अत्यंत कमजोर सिग्नलों को प्रवर्धित करते समय भी असाधारण सिग्नल गुणवत्ता बनाए रखी, जो अंतरिक्ष संचार के लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है, जहां प्रत्येक फोटॉन मायने रखता है।
वे ऐप्स जो हमारा भविष्य बदल देंगे
इस खोज के व्यावहारिक निहितार्थ इंटरनेट की गति में सुधार लाने से कहीं अधिक हैं। जैसा कि उन्नत ऑप्टिकल प्रणालियों पर पिछले शोध में उजागर किया गया हैनवीन फोटोनिक प्रौद्योगिकियों का एकीकरण पूरी तरह से अलग-अलग क्षेत्रों में बदलाव ला रहा है।
चिकित्सा क्षेत्र में, विस्तृत बैंडविड्थ ऊतकों और अंगों के अधिक सटीक विश्लेषण और इमेजिंग की अनुमति देगा, जिससे सुविधा होगी। रोगों का शीघ्र निदान. छोटे डिजाइन संशोधनों के साथ दृश्य और अवरक्त तरंगदैर्ध्य के साथ काम करने की क्षमता, लेजर सर्जरी, स्पेक्ट्रोस्कोपी और उन्नत माइक्रोस्कोपी में अनुप्रयोग परिदृश्यों को खोलती है।
अंतरिक्ष संचार के लिए, यह उपकरण अंततः उस बाधा को दूर कर सकता है जो इसकी क्षमताओं को सीमित करती है। डेटा ट्रांसमिशन अंतरिक्ष यान से। वर्तमान में मंगल ग्रह से डेटा लगभग 30 किलोबिट प्रति सेकंड की गति से आता है, जबकि स्वीडिश ब्रॉडबैंड की औसत गति 60 मेगाबिट प्रति सेकंड है। साइंसडेली हाइलाइट्स इस तकनीक से हम निकटवर्ती ग्रहों से उच्च-रिजोल्यूशन की तस्वीरें उचित समय में प्रेषित कर सकेंगे।
व्यावसायीकरण का मार्ग
शोधकर्ताओं ने एक ही चिप पर अनेक एम्प्लीफायरों को एकीकृत करके यह प्रदर्शित किया कि प्रौद्योगिकी का आसानी से विस्तार किया जा सकता है। इस एम्प्लीफायर का निर्माण CMOS-संगत प्रक्रियाओं का उपयोग करके किया गया है, अर्थात इसे उन्हीं कारखानों में बनाया जा सकता है जो कंप्यूटर और स्मार्टफोन के लिए चिप्स का उत्पादन करते हैं।
यह औद्योगिक अनुकूलता अन्य प्रायोगिक प्रौद्योगिकियों की तुलना में एक विशाल प्रतिस्पर्धात्मक लाभ का प्रतिनिधित्व करती है, जिनके लिए पूरी तरह से नई विनिर्माण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। पारंपरिक ऑप्टिकल एम्पलीफायरअर्बियम जैसे विशेष रासायनिक तत्वों वाले फाइबर या अर्धचालकों पर आधारित, वास्तव में लघुकरण और एकीकरण के संदर्भ में महत्वपूर्ण सीमाएं हैं।
लघुकरण और ऑन-चिप एकीकरण इन लेजर प्रणालियों को प्रयोगशाला स्तर के विकल्पों की तुलना में अधिक सुलभ और सस्ता बनाते हैं, जिससे बड़े पैमाने पर उत्पादन का मार्ग प्रशस्त होता है, जो ऑप्टिकल संचार बाजार में क्रांति ला सकता है।
लेजर डेटा ट्रांसमिशन, एक हाइपर-कनेक्टेड दुनिया की ओर
चाल्मर्स विश्वविद्यालय की यह खोज एक महत्वपूर्ण समय पर आई है। नोकिया बेल लैब्स का अनुमान है कि कृत्रिम बुद्धिमत्ता, स्ट्रीमिंग सेवाओं और स्मार्ट उपकरणों के प्रसार के कारण 2030 तक डेटा ट्रैफिक दोगुना हो जाएगा।
एंड्रेक्ससन भविष्य के बारे में उनके विचार स्पष्ट हैं: "यह तकनीक लेज़रों के लिए एक स्केलेबल समाधान प्रदान करती है जो विभिन्न तरंगदैर्घ्यों पर काम कर सकती है, और अधिक सुविधाजनक, कॉम्पैक्ट और ऊर्जा कुशल है।" इस एम्पलीफायर पर आधारित एक एकल लेजर प्रणाली का उपयोग होलोग्राफी से लेकर सामग्री लक्षण वर्णन तक कई क्षेत्रों में किया जा सकता है। डेटा ट्रांसमिशन शल्यक्रिया के लिए।
ऑप्टिकल संचार की दुनिया कभी भी पहले जैसी नहीं रहेगी। कल तक जो बात विज्ञान कथा लगती थी, वह अब स्वीडिश विश्वविद्यालय प्रयोगशालाओं में आकार ले रही है। और शायद, बहुत जल्द ही, ब्रह्मांड से जुड़ने का हमारा तरीका भी पहले जैसा नहीं रहेगा।
