وكالات- تليجراف الخليج

حقق علماء في السويد طفرة تقنية قد تُحدث ثورة في عالم الاتصالات والطب، بعد أن نجحوا في تصميم مضخم ليزري جديد قادر على نقل البيانات بسرعة تفوق الأنظمة الحالية بعشر مرات، ما قد يغيّر شكل الإنترنت في المستقبل، ويدفع بخدمات التشخيص والعلاج إلى مستويات جديدة من الدقة والسرعة.

مضخم ضوئي بعرض نطاق قياسي

بحسب دراسة نُشرت في مجلة Nature العلمية، طور فريق بحثي بقيادة البروفيسور بيتر أندريكسون من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا، تقنية جديدة للتضخيم الليزري أطلقوا عليها اسم “التضخيم البصري عالي الكفاءة“، حيث يتميز المضخم الجديد بعرض نطاق يبلغ 300 نانومتر مقارنة بـ30 نانومتر فقط في الأنظمة التقليدية، ما يعني أنه قادر على نقل كمية بيانات أكبر بعشر مرات في الثانية الواحدة.

تصميم مبتكر بمكونات مقاومة للحرارة

يتكوّن هذا المضخم من مادة نيتريد السيليكون، وهي مادة خزفية صلبة تتحمل درجات حرارة عالية، وتم تصميمه باستخدام موجهات ضوئية حلزونية، تسمح بتوجيه نبضات الليزر بدقة عالية مع تصفية التشويش، بالإضافة إلى تصغير حجمه بحيث يمكن دمج عدة مضخمات داخل شريحة واحدة.

مضخم جديد لا يسرّع الضوء لكنه يسرّع الإنترنت

ورغم أن سرعة الضوء ثابتة ولا يمكن تجاوزها، إلا أن هذه التقنية لا تعتمد على تسريع الضوء نفسه، بل على زيادة عرض النطاق الترددي، ما يُمكّن من نقل معلومات أكثر في الزمن نفسه، ما يؤدي إلى تحسّن كبير في أداء الإنترنت وخدمات الاتصالات.

نطاقات جديدة وتطبيقات متعددة

يعمل المضخم ضمن نطاق أطوال موجية بين 1400 و1700 نانومتر، أي في منطقة الأشعة تحت الحمراء القصيرة، ما يجعله مناسبًا للعديد من التطبيقات الطبية والعلمية.

ووفقًا لتقرير نُشر على موقع Live Science، فإن الشكل الحلزوني الذي اختاره الباحثون يُساعد على خلق مسارات أطول للضوء داخل مساحة صغيرة، مما يعزز من ظاهرة فيزيائية تُعرف باسم “الخلط الرباعي للموجات“، والتي تسمح بدمج ترددات ضوئية متعددة للحصول على تضخيم عالي الجودة مع ضوضاء منخفضة جدًا.

أجهزة ليزر مصغرة للاستخدامات الطبية

من التطبيقات المتوقعة لهذا الابتكار، التصوير الطبي المتقدم، التصوير الهولوغرافي، التحليل الطيفي، والمجهر. ويؤكد الفريق أن حجم المضخم المصغّر سيساعد على إنتاج أجهزة ليزر أصغر وأكثر كفاءة وأقل تكلفة، وهو ما يُبشر بثورة في تشخيص الأمراض الدقيقة واستخدامات الليزر في الجراحة والعلاج.

توسيع المدى: من الأشعة تحت الحمراء إلى الضوء المرئي

وأشار البروفيسور أندريكسون إلى أن الفريق البحثي يعمل حاليًا على إدخال تعديلات بسيطة على التصميم لتمكين هذا النوع من المضخمات من تكبير إشارات الضوء المرئي، ما قد يفتح الباب أمام استخدامه في مجالات جديدة تشمل الأنظمة الطبية، وأنظمة تحليل البيانات البصرية، وحتى الصناعات الفضائية والعسكرية.

إتبعنا