斯坦福大学人文与科学学院的物理学副教授Amir Safavi-Naeini与他的团队，最近开发了一种高效低噪的新型光学放大器。这种指尖大小的芯片，能够把光信号的强度提升近百倍，并且功耗极低，仅需几百毫瓦。它们克服了现有紧凑型放大器耗电量大的问题，把回收利用供电的大部分能量变成了现实，这种效率提升不仅大幅降低了功耗，还把全带宽性能保持了下来。研究人员证明，这个设计没有以牺牲其他性能为代价，通过反复反射泵浦光束使其强度不断累积。Dean是萨法维-纳伊尼实验室的博士生，也是该研究的第一作者之一。他说这个团队采用了类似于激光器的谐振结构来实现能量回收技巧。泵浦光在这个谐振器内沿着类似跑道的环路循环传播，一路上强度不断增强。这个设计让系统以较低的输入功率产生更高的强度。Safavi-Naeini解释说这是他们首次展示了一种真正多功能且效率足够高的光学放大器。它能在整个光谱范围内工作，还可以集成到芯片上。这种高效性和集成能力意味着我们现在可以构建比以前复杂得多的光学系统。Amir Safavi-Naeini是斯坦福大学的资深作者。这一研究成果发表在《自然》杂志上。这个器件把光信号放大了一百倍以上，同时仅消耗几百毫瓦的功率。它甚至可以靠电池供电并集成到笔记本电脑或智能手机中。该设计还支持比现有紧凑型放大器更宽的带宽，处理范围更广的光频率。 为了让大家更直观地理解这个过程，想象一个小型谐振器就像两面镜子之间来回反射光一样。当光在里面沿着类似跑道的路径循环时，其强度会不断累积。迪恩提到，这种设计不仅提高了效率，还没有牺牲其他特性。这就像音频放大器增强声音一样，光学放大器也在增加光信号的强度。由于低功耗和紧凑尺寸的特点，这种芯片可以装入智能手机大小的设备中。Dean认为当这个问题解决了以后可能性就真的非常广泛了。它们可以用于数据通信、生物传感、制造新光源或者各种不同的应用。 光支撑着当今许多技术从电视、卫星到跨洲传输互联网数据的光纤电缆等都离不开它。斯坦福大学的一个物理学家团队已经找到了一种把基于光的系统推向更高水平的方法。这个放大器在保持强大性能的同时降低了功耗需求和微型尺寸。Amir Safavi-Naeini提到这种放大器是集成到芯片上后才具备如此复杂的功能。Dean说通过以较低的输入功率产生更高的强度实现了显著提高的效率。该研究的第一作者Devin Dean谈到这个过程时提到了类似于激光器设计的谐振结构作为能量回收技巧。Dean还指出当你能把这种东西装进智能手机大小的设备中时可能性就真的非常广泛了。