革命性光放大器数据传输速度可达现有光纤系统的10倍

瑞典查尔姆斯理工大学的研究团队在《自然》杂志发表的最新研究成果中，成功开发了一款革命性的光放大器，其数据传输速度可达现有光纤系统的10倍，同时具备微型化、低噪声和宽带宽等突破性优势。

1. 技术突破与核心优势

• 带宽提升10倍：传统光放大器的带宽约为30纳米，而新型放大器通过氮化硅材料和螺旋形互连波导设计，将带宽扩展至300纳米，显著提高了数据传输容量。
• 高效降噪与微弱信号放大：该放大器在扩大带宽的同时，噪声控制优于现有技术，可放大太空通信等场景中的极微弱信号，信噪比表现突出。
• 微型化集成：体积仅几厘米大小，可集成于芯片上，且支持多放大器并联扩展，适合高密度光通信系统 。

2. 关键设计与材料

• 氮化硅波导结构：采用螺旋形互连波导设计，以最小损耗引导光信号，结合几何优化实现高性能 。
• 波长灵活性：默认工作范围为1400-1700纳米（光通信频谱），但通过调整波导设计，可覆盖可见光（400-700纳米）和红外光（2000-4000纳米），适配多领域需求。

3. 应用前景

• 光通信升级：直接应用于光纤网络，应对AI、流媒体等数据流量爆炸性增长，助力2030年数据需求。
• 医疗激光系统：
  • 诊断与成像：宽带宽支持高精度组织分析，如早期疾病检测和器官可视化。
  • 治疗与手术：可适配不同波长的激光，用于微创手术或靶向治疗。
• 太空通信：增强深空探测等远距离微弱信号传输能力。
• 科研与工业：光谱学、显微镜、材料表征等领域受益于可调谐激光系统。

4. 行业意义

该技术解决了光通信带宽瓶颈，推动光纤系统向“宽带化、集成化、智能化”演进，同时为跨领域激光应用（如医疗、航天）提供了可扩展、低成本且节能的解决方案。研究团队指出，其设计还可为开发“超级激光器”奠定基础 。