Des chercheurs de l'Université de technologie de Chalmers ont développé un système de communication optique avancé capable de transmettre des images, des vidéos et des données des sondes spatiales vers la Terre en utilisant la lumière. Cette innovation répond aux défis de la dégradation du signal sur de longues distances, nécessitant des récepteurs très sensibles et des amplificateurs sans bruit.
Le système utilise des faisceaux laser optiques au lieu des ondes radio, car la lumière a démontré une perte de signal inférieure sur de vastes distances. Cependant, la communication optique fait toujours face à des défis en raison de l'affaiblissement du signal. Le nouveau système présente un amplificateur silencieux et un récepteur ultra-sensible, améliorant les capacités de transmission de données.
Peter Andrekson, professeur de photonique à Chalmers et co-auteur de l'étude publiée dans la revue Optica, a déclaré : "Nous pouvons démontrer un nouveau système de communication optique avec un récepteur plus sensible que ce qui a été montré auparavant à des débits de données élevés. Cela permet un transfert de données plus rapide et plus fiable sur de longues distances, comme l'envoi d'images haute résolution de la Lune ou de Mars vers la Terre."
Le système des chercheurs intègre un amplificateur optique qui minimise le bruit, permettant la récupération de signaux affaiblis. Les efforts précédents pour atténuer le bruit n'avaient pas réussi dans des applications pratiques, mais la nouvelle approche simplifie la conception du transmetteur tout en maintenant une haute sensibilité.
En générant deux des trois fréquences lumineuses nécessaires au récepteur plutôt qu'au transmetteur, l'équipe de Chalmers a réussi à intégrer l'amplificateur sans bruit dans le système de communication optique. Cette avancée permet l'utilisation de transmetteurs laser conventionnels déjà présents sur les satellites et les sondes spatiales.
Les implications de cette technologie pourraient résoudre le goulot d'étranglement actuel dans la collecte de données depuis l'espace, connu sous le nom de "goulot d'étranglement du retour scientifique", qui entrave la vitesse de transmission des données scientifiques. Andrekson a exprimé son optimisme, déclarant : "Nous croyons que notre système est un pas significatif vers une solution pratique à ce goulot d'étranglement."
La prochaine phase implique des tests sur le terrain du système de communication optique sur Terre, suivis d'essais dans les communications entre satellites et la Terre.
L'étude, intitulée "Récepteur optique préamplifié à bruit ultra-bas utilisant une transmission à longueur d'onde unique conventionnelle", a été rédigée par Rasmus Larsson, Ruwan U Weerasuriya et Peter Andrekson, avec un financement du Conseil suédois de la recherche.