الجيل القادم من الانترنت يبدأ الآن، ليزر خارق يطلق ثورة رقمية غير مسبوقة (تفاصيل)

الخميس، 12 يونيو 2025 12:46 ص

سرعة الانترنت

في ظل السباق المتسارع عالميًا نحو تحسين أداء شبكات الإنترنت وتعزيز قدراتها، تأتي الابتكارات العلمية لتلعب دورًا محوريًا في دفع هذا التحول الرقمي، لاسيما في وقت تتزايد فيه الحاجة إلى أنظمة اتصالات أسرع وأكثر كفاءة لدعم تطبيقات الذكاء الاصطناعي، والجراحة عن بُعد، وتحليلات البيانات الضخمة.

وفي هذا السياق، كشف فريق بحثي من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد عن اختراع مضخم ليزري جديد قادر على نقل البيانات بسرعة تفوق عشرة أضعاف الأنظمة الحالية المعتمدة على الألياف البصرية، مما يمهد الطريق لثورة تكنولوجية في قطاعات الاتصالات والطب والتصوير.

مضخم ليزري واسع النطاق يقفز بقدرات الإنترنت

ووفقًا لدراسة حديثة نشرت في مجلة Nature العلمية، أظهرت نتائجها أن المضخم الجديد يعتمد على تقنية مبتكرة تُعرف باسم "التضخيم البصري عالي الكفاءة".

وعلى عكس المضخمات التقليدية التي تعمل ضمن نطاق محدود لا يتجاوز 30 نانومترًا، يتميز المضخم السويدي الجديد بعرض نطاق يصل إلى 300 نانومتر، ما يتيح نقل بيانات بكميات ضخمة وسرعات غير مسبوقة.

وفي هذا السياق، قال البروفيسور بيتر أندريكسون، المؤلف الرئيسي للدراسة، إن هذه القفزة في عرض النطاق تعني إمكانية نقل بيانات أكثر بعشر مرات في الثانية، مشيرًا إلى أن المضخم يمثل نقلة نوعية في تكنولوجيا الاتصالات البصرية.

مادة متطورة وتصميم مبتكر

يعتمد تصميم المضخم الجديد على مادة نيتريد السيليكون، وهي مادة خزفية صلبة مقاومة للحرارة. وقد صُمم المضخم باستخدام موجهات ضوئية حلزونية الشكل تساعد على توجيه نبضات الليزر بكفاءة وتقلل من التشويش، مما يعزز جودة الإشارة.

ويتيح التصميم الحلزوني خلق مسارات ضوئية أطول في مساحة صغيرة، ما يعزز ظاهرة “الخلط الرباعي للموجات"، وهي تقنية فيزيائية متقدمة تمكن من دمج ترددات ضوئية متعددة للحصول على تضخيم قوي مع ضوضاء منخفضة.

مزايا متعددة وتطبيقات طبية واعدة

رغم أن سرعة الضوء في حد ذاتها لا يمكن تجاوزها، فإن الميزة الحقيقية لهذا المضخم تكمن في عرض النطاق الواسع، الذي يرفع من قدرة الجهاز على نقل البيانات دون تغيير السرعة الفعلية للضوء.

ويعمل المضخم في نطاق الأشعة تحت الحمراء القصيرة (بين 1400 و1700 نانومتر)، وهو نطاق مثالي لتطبيقات التصوير الطبي، والتصوير التجسيمي (الهولوجرافي)، والتحليل الطيفي، والمجاهر عالية الدقة.

كما أن تصغير حجم المضخم يمكن من دمجه في شرائح صغيرة، مما يفتح المجال لتطوير أجهزة ليزر مدمجة وأكثر توفيرًا في الطاقة والتكلفة، الأمر الذي يعزز إمكانية استخدامها في أجهزة التشخيص والعلاج الطبي.

خطوة نحو الجيل القادم من الليزر الطبي

وأشار البروفيسور أندريكسون إلى أن بعض التعديلات على التصميم الحالي قد تتيح استخدام هذا المضخم في توسيع نطاق الضوء المرئي وتحت الأحمر، وهو ما يمكن أن يحدث تحولًا كبيرًا في مجالات التصوير الطبي والبحث العلمي والعلاجات المعتمدة على الليزر.

يمثل هذا الابتكار نقطة انطلاق نحو عصر جديد من الاتصالات البصرية، حيث لم يعد تسريع الإنترنت محصورًا بتوسيع البنية التحتية فحسب، بل بات يعتمد على ثورة علمية في مكونات الضوء نفسه، بما يفتح آفاقًا غير مسبوقة في الطب، والبحث، والصناعة، وشبكات المستقبل.