2005年諾貝爾物理學獎再受關注，研發技術將被用來生產速度更快的光纖

近三十年來，光纖傳輸能力的穩步增長快速推動互聯網和資訊技術的發展。不過，要想繼續保持增長，所需技術也越來越複雜和昂貴。近日，一項新實驗表明，名為光頻梳的鐳射物理技術或許可以用於改進光學發射器，

這項技術的作者Theodor Hänsch 和John Hall曾獲得2005年諾貝爾物理學獎。

在近期的《自然》雜誌上，德國卡爾斯魯厄理工學院和洛桑聯邦理工學院的研究人員發表報告顯示，採用一對氮化矽微諧振器光頻梳，以179個獨立的載波波長，可通過75公里的單模光纖傳輸50兆比特的資料；他們的研究還表明，微諧振器光頻梳可以用作接收器中的本地振盪器，這可以提高傳輸品質。

使資料中心內的資料傳輸速率達到

德國和瑞士研究人員的傳輸方案與目前的許多光纖網路類似，它使用波分複用技術，光信號在同一玻璃光纖中以不同的波長發送。不過，目前的技術要求，大約每100個波長需要一個單獨的高精度雷射器，

每秒傳輸速率要達到100吉比特。由此每個光纖核心可以增加10兆比特，但也需要一個複雜的系統來保持單獨的雷射器處於適當的頻率間隔。

《自然》雜誌文章中描述的實驗光頻梳源基於連接到平面波導的單片微諧振器晶片。它產生179個獨立的信號，以均勻的頻率間隔相互鎖定。卡爾斯魯厄研究員Christian Koos在一封電子郵件中寫道，這項技術還有其他吸引人的地方——“波長控制要更為簡單，

只須調整中心波長和線間距兩個參數；而且，這些線路具有窄頻寬特點，功率消耗可以比使用雷射器陣列更低。”

光頻梳通過將泵浦雷射器中振盪的模式鎖定在一起，單個泵雷射器的輸出轉換成數十或數百個波長，從而發射一系列在時間上相等的短脈衝。從頻域看，該系列的光脈衝成為一系列均勻間隔的窄頻帶，而這正是簡化波分複用所需要的。

早在20世紀90年代，

第一個光頻梳就生產出來，不過需要十分昂貴、複雜和精細的鐳射，持續的時間也不到十萬分之一秒。但是，在10年前，瑞士洛桑聯邦技術研究所Tobias Kippenberg讓鐳射穿過與波導相連的單片微諧振器也產生了光頻梳。哥倫比亞大學的Alexander Gaeta在上個月鐳射和電光學會議上表示，微諧振器光頻梳已經成為十分靈敏的測量工具，可以測量外行星的運動。

此前，微型諧振器進行過光纖通信測試，

還沒有達到多分立雷射器系統要求的資料速率。現在，Kippenberg與Koos合作，測試新的設計，在微諧振器中產生了稱為孤立子的特殊脈衝。孤立子（或孤立波）20世紀30年代首先在運河中觀察到，它可以在傳播時保持形狀，其形成原因可能是波浪的非線性效應恰好抵消了色散作用。

Gaeta對此十分看好，認為該技術是開發微諧振光頻梳用於高容量波分複用的重要環節。Gaeta在一封電子郵件中寫道：“孤立子模式鎖定對於確保每個梳狀線的穩定性以及光頻梳的精確頻率間隔至關重要，而且還能輔助在接收端進行穩定的相位檢測；原則上，這樣的系統能夠完全集成在晶片上，這十分有利於節能和魯棒性。”

而且還能輔助在接收端進行穩定的相位檢測；原則上，這樣的系統能夠完全集成在晶片上，這十分有利於節能和魯棒性。”