Il team ha sviluppato un nuovo metodo per generare segnali luminosi estremamente stabili utilizzando dispositivi microscopici ad anello chiamati microrisonatori. Questi segnali formano quelli che gli scienziati chiamano pettini di frequenza ottica, a volte descritti come righelli ottici perché producono una serie di colori di luce equidistanti che possono essere utilizzati per misurare la luce con straordinaria precisione.
I ricercatori hanno anche dimostrato un nuovo tipo di impulso luminoso chiamato "solitone iperparametrico". Questo impulso stabile è fondamentale per il significativo progresso di questo lavoro, poiché consente di produrre segnali a pettine in diversi colori di luce dal laser che alimenta il dispositivo.
Ciò rende la tecnologia utile per le comunicazioni ottiche ad alta velocità, che svolgono un ruolo critico nel trasferimento dei dati (nei data center).
I ricercatori hanno dimostrato ciò in una regione di lunghezze d'onda utilizzata per i collegamenti dati ad alta velocità all'interno di grandi data center, un'area di crescente importanza poiché la domanda di dati continua ad aumentare con l'espansione dell'infrastruttura di calcolo per l'intelligenza artificiale.
Qual è il potenziale impatto di questa ricerca?
I data center richiedono enormi quantità di energia per svolgere la miriade di compiti che richiediamo loro, e tali richieste sono in rapida crescita, in parte a causa del nostro utilizzo sempre maggiore dell'intelligenza artificiale. Secondo l'Ufficio centrale di statistica irlandese, nel 2024 i data center rappresentavano il 22% del consumo totale di elettricità, più di tutte le famiglie urbane (18%) messe insieme. E il loro consumo di elettricità è aumentato del 10% su base annua.
Considerata la crescente dipendenza dai data center e il loro fabbisogno energetico, qualsiasi innovazione tecnologica che migliori l'efficienza può avere un impatto reale sulla riduzione del consumo di elettricità e contribuire al raggiungimento di ambiziosi obiettivi di riduzione delle emissioni di carbonio.
Il professor John Donegan, titolare della cattedra di Fisica al Trinity College di Dublino e membro del CONNECT Research Ireland Centre for Future Networks, ha dichiarato: "Siamo entusiasti di aver creato un nuovo tipo di sorgente ottica che sarà di grande interesse per coloro che lavorano nel campo delle comunicazioni ottiche e delle misurazioni ottiche di alta precisione".
“In collaborazione con un importante teorico dell'ottica dell'Università di Bath e con il gruppo svizzero leader mondiale nella produzione di microrisonatori, il mio gruppo è riuscito a dimostrare un nuovo tipo di sorgente a pettine.”
“Il nostro lavoro beneficia anche della collaborazione con Pilot Photonics, una società spin-off della DCU che sviluppa laser e sorgenti a pettine ad alta precisione per le comunicazioni ottiche. Prevediamo che questo sia solo l'inizio di questo lavoro e che si svilupperà significativamente nei prossimi anni.”
In che modo questo lavoro potrebbe portare alla prossima generazione di reti ottiche?
"Le moderne reti in fibra ottica inviano grandi quantità di dati trasmettendo molti colori diversi di luce attraverso un'unica fibra ottica, una tecnica nota come multiplexing a divisione di lunghezza d'onda (WDM)", ha aggiunto il professor Donegan.
"Ma i pettini di frequenza ottica possono generare molti di questi colori da un'unica sorgente luminosa, potenzialmente sostituendo array laser separati. Semplificando la progettazione del sistema e migliorando al contempo l'efficienza e la stabilità, le tecnologie basate sui pettini potrebbero diventare componenti fondamentali per le future reti dei data center e le infrastrutture internet ad alta capacità".
Questa ricerca è stata finanziata da Research Ireland, dall'Engineering and Physical Sciences Research Council del Regno Unito, dal CONNECT Centre, dalla Royal Society e dagli Zhejiang Innovation and Entrepreneurship Leading Teams.
