装置中使用的特殊紫色钻石。
图片来源：新南威尔士大学/理查德·弗里曼
一组研究人员构建了一种令人兴奋的新设备，可以显着放大微波信号。它看起来就像科幻小说中的麦高芬：它在暴露于强磁场的石英管中使用了紫色钻石。该系统创建了一个微波激射器，相当于激光的微波。它用于放大微弱的微波和无线电信号。
扩音器非常有用，不仅仅适用于音乐会。借助正确的技术，任何信号都可以变得更加清晰。一个例子是来自，它们在执行任务四十年后继续与地球对话，现在已经进入星际空间。它们的放大器是输出信号的关键，但需要非常低的温度才能运行。然而，新产品可以在室温下工作。
“微波进入设备，然后钻石内部的自旋产生它们的副本，这实际上放大了微波信号。理想情况下，微波信号会变得更大，并且顶部的噪音非常小，”资深作者贾里德副教授新南威尔士大学的 Pla 在一份报告中表示陈述。
研究人员表明，该装置可以将信号放大多达 1,000 倍。它可用于接收来自航天器的数据，也可用于接收来自脉冲星、黑洞和整个星系等微波发射源的数据。
实验室里的放大器。紫色钻石被绿色激光击中，并且位于磁场内。
图片来源：新南威尔士大学/理查德·弗里曼
Pla 继续说道：“目前，电子放大器被用来检测来自航海者 1 号等非常遥远的航天器的信号，该航天器距离地球超过 150 亿英里，但仍在发送数据。”
“这些放大器经过低温冷却，以减少所谓的热噪声，这是由放大器组件中的电子运动产生的随机电噪声。否则，该噪声只会压倒接收到的信号。”
“我们的室温固态脉泽放大器避免了必须将所有东西冷却到极低温度的所有复杂性和成本，而且也更加紧凑。”
这颜色不是出于审美原因。它是由称为氮空位 (NV) 中心的特定缺陷引起的，其中氮原子取代了空位旁边的碳原子。这些所谓的自旋系统是放大的关键。添加大量这些缺陷（在一定程度上）是技术的关键，因此钻石是紫色的。
“实际上，我们需要让钻石变得更紫，”主要作者汤姆·戴 (Tom Day) 解释道。 “紫色实际上是由 NV 中心发出的红光引起的。制作较暗的样本意味着更多的 NV 中心，最终产生更高水平的增益和更低水平的噪声，并使放大的信号更清晰。”
该团队表示，要让该设备变得更好还存在挑战，但它可能会在短短几年内投入商用。
该研究发表在期刊上物理评论 X.
