‘Super lasers’ podem melhorar a internet e ajudar até a medicina

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Cientistas da Universidade de Tecnologia de Chalmers, na Suécia, criaram um amplificador que permite a transmissão de dez vezes mais dados por segundo do que os sistemas de fibra óptica atuais. A tecnologia é feita de nitreto de silício e cabe em um pequeno chip.

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Os amplificadores atuais têm uma largura de banda de cerca de 30 nanômetros, enquanto este é de 300 nanômetros. O sistema é composto por pequenas guias de onda interconectadas em formato espiral que direcionam a luz de forma eficiente e com perda mínima. 

“A principal inovação deste amplificador é sua capacidade de aumentar a largura de banda em dez vezes, reduzindo o ruído de forma mais eficaz do que qualquer outro tipo de amplificador. Essa capacidade permite amplificar sinais muito fracos, como os usados ​​em comunicações espaciais”, afirma Peter Andrekson.

Velocidade é ouro

Analistas preveem uma duplicação do tráfego de dados até 2030 em função do avanço da tecnologia de IA, a crescente popularidade dos serviços de streaming e a proliferação de novos dispositivos inteligentes. Isso vai exigir sistemas de comunicação capazes de gerenciar grandes quantidades de informações.

Nos sistemas atuais de comunicação óptica, que possibilitam o acesso a internet, por exemplo, a luz é usada para transmitir informações a longas distâncias. E os dados são transmitidos por pulsos de laser que viajam em alta velocidade através de fibras ópticas, compostas por finas lâminas de vidro.

Os amplificadores ópticos são essenciais para garantir a qualidade dessas informações, sem a sobrecarga por ruído. A capacidade de transmissão está associada à largura de banda, que se refere à faixa de comprimentos de onda de luz suportada pelo amplificador.

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Potencial a ser explorado

O projeto dos pesquisadores da Chalmers pode ser usado para desenvolver sistemas laser capazes de alterar rapidamente os comprimentos de onda em uma ampla faixa — abrindo inúmeras aplicações na sociedade.

O amplificador poderia ser utilizado em sistemas a laser para diagnóstico, análise e tratamento médico, por exemplo. Uma grande largura de banda permite análises e imagens mais precisas de tecidos e órgãos, facilitando a detecção precoce de doenças.

O novo sistema também pode ajudar a tornar os sistemas de laser menores e mais acessíveis, permitindo que operem em vários comprimentos de onda. Um único sistema laser baseado neste amplificador poderia ser utilizado em diversas áreas.

Além de pesquisa médica, diagnóstico e tratamento, ele também poderia ser aplicado em imagens, holografia, espectroscopia, microscopia e caracterização de materiais e componentes em comprimentos de onda totalmente diferentes, de acordo com o artigo publicado na Nature.