Chalmersforskarnas teknik ska förbättra optiska mottagare
Forskare på Chalmers visar upp ett system som med en tyst förstärkare och rekordkänslig mottagare banar väg för snabbare rymdkommunikation.
I utforskandet av rymden kan numera optiska långdistanslänkar användas för att överföra bilder, filmer och data från rymdsonder till jorden med hjälp av ljus. Ett problem med optiska långdistanslänkar är dock att ljuset från sändaren vidgas och försvagas med avståndet, och utan förstärkning dränks signalen i det elektroniska bruset hos mottagaren. Detta problem har nu forskare från Chalmers utvecklat en möjlig lösning på.
”Vi kan demonstrera ett nytt system för optisk kommunikation med en mottagare som är känsligare än vad som har kunnat demonstreras tidigare vid höga datatakter. Det här innebär att man kan få en snabbare och mer felfri informationsöverföring över mycket långa avstånd, när man till exempel vill skicka högupplösta bilder eller filmer från månen eller Mars till jorden”, säger Peter Andrekson, professor i fotonik vid Chalmers och en av huvudförfattarna till studien som nyligen publicerats i den vetenskapliga tidskriften Optica.
Mindre komplex, hyperkänslig mottagare
Den nya tekniken låter mottagaren på jorden generera två av de tre ljusfrekvenser som behövs för brusfri förstärkning, medan sändaren genererar endast en frekvens. På så sätt kunde Chalmersforskarna för första gången implementera den brusfria förstärkaren i ett optiskt kommunikationssystem. Resultaten visar på en hyperkänslig mottagning med en sändare som är betydligt mindre komplex än tidigare.
"Den här faskänsliga optiska förstärkaren genererar, i princip, inte något extra brus vilket bidrar till en känsligare mottagare och att felfri dataöverföring uppnås även när effekten hos signalen är lägre," säger Rasmus Larsson, postdoktoral forskare inom fotonik vid Chalmers och en av huvudförfattarna till studien.
Metoden möjliggör användningen av en konventionell lasersändare med endast en våg i implementeringen av förstärkaren.
"Vår förenkling av sändaren innebär på så vis att redan existerande optiska sändare ombord på satelliter och sonder skulle kunna användas tillsammans med den brusfria förstärkaren i en mottagare på jorden", tillägger Rasmus Larsson.
Forskarna ämnar nu testa det optiska kommunikationssystemet med den nya förstärkaren under fältstudier på jorden, och senare också i satellitburna kommunikationslänkar.
Studien där forskningen presenteras har publicerats i Optica under titeln "Ultralow noise preamplified optical receiver using conventional single wavelength transmission", och är skriven av Rasmus Larsson, Ruwan U Weerasuriya och Peter Andrekson. Forskarna är verksamma vid Chalmers tekniska högskola och University of Moratuwa, Sri Lanka.
