微型新型光学放大器将光增强 100 倍

斯坦福大学设计的新型光放大器利用谐振器中的能量回收,以低得多的功率提供强大的低噪声放大功能。光是当今许多技术的基础,从电视、卫星到跨大陆传输互联网数据的光纤电缆。斯坦福大学物理学家团队现已开发出一种推动基于光的系统的方法 [...]

来源:SciTech日报

斯坦福大学设计的新型光放大器利用谐振器中的能量回收,以低得多的功率提供强大的低噪声放大功能。

光是当今许多技术的基础,从电视和卫星到跨大陆传输互联网数据的光纤电缆。斯坦福大学的物理学家团队现已开发出一种进一步推动基于光的系统的方法。他们的指尖大小的光放大器以非常低的能量需求运行并保持全带宽性能。

就像增强声音的音频放大器一样,光学放大器也增强了光信号的强度。目前可用的许多紧凑型放大器需要大量电力才能运行。 《自然》杂志描述的这种新设备通过重复利用大部分为其提供动力的能量来克服这一限制,从而大大提高了效率。

该研究的资深作者、斯坦福大学人文与科学学院物理学副教授 Amir Safavi-Naeini 表示:“我们首次展示了一种真正多功能、低功耗的光放大器,它可以在整个光谱范围内工作,而且效率足够高,可以集成在芯片上。” “这意味着我们现在可以构建比以前更复杂的光学系统。”

高效率和芯片级集成

斯坦福大学开发的放大器可以将光信号强度提高大约 100 倍,同时仅消耗几百毫瓦的功率,远远低于类似尺寸的同类设备。由于它将强大的性能与紧凑的尺寸结合在一起,因此它可以依靠电池供电运行,并可集成到笔记本电脑或智能手机中。

该放大器依赖于被称为“泵”的光束中存储的能量。其有效性取决于泵浦光束的强度。

谐振器设计和能量回收

电池供电设备和未来应用

DOI: 10.1038/s41586-025-09959-z

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