Naukowcy z USA opracowali diodę optyczną. Umożliwia ona transmisję sygnału cyfrowego w postaci optycznej bez konwersji na sygnał elektryczny, wprost do układów przetwarzania. To krok w kierunku zbudowania szybkich komputerów optycznych – poinformowały portale Purdue University i EurekAlert.
Zespół naukowy z Purdue University pod kierownictwem prof. Minghao Qi i prof. Andrewa Weinera, opracował nowe urządzenie optyczne, służące do koordynacji działania chipów komputerowych. Ze względu na przepustowość i szybkość działania, może ono znacznie zwiększyć wydajność superkomputerów oraz umożliwić stworzenie szybkich komputerów optycznych.
„Pasywna dioda optyczna”, bo tak zostało nazwane urządzenie, wykonana została z dwóch pierścieni krzemowych o średnicy 10 mikronów, co oznacza 0,1 szerokości ludzkiego włosa. Nie potrzebuje ona, jak dzieje się to z innymi diodami optycznymi , zewnętrznego wsparcia przy transmisji sygnałów i może być łatwo integrowana z chipami komputerowymi.
Pasywna dioda optyczna nie działa samodzielnie lecz jest przeznaczona do współpracy z całym układem transmisyjnym. Fale świetlne o długości bliskiej podczerwieni, używane w transmisji telekomunikacyjnej są przekazywane światłowodem przez laser i kierowane przez mikrostrukturę - falowód. Przechodzą one sekwencyjnie przez dwa pierścienie krzemowe i zachodzi miedzy nimi interakcja nielinearna. W zależności od tego, na który pierścień trafią najpierw, mogą przejść dalej, lub rozproszyć się, tworząc w ten sposób transmisję jednokierunkową.
Dioda jest strojona poprzez rozgrzewanie pierścieni mikronagrzewnicą, co pozwala na zmianę długości transmitowanych fal. Umożliwia to transmisję szerokiego spektrum fal optycznych
Dioda posiada także możliwość „transmisji niewzajemnej”, co oznacza transmisję sygnału w jednym tylko kierunku, ułatwiając tym samym przetwarzanie informacji. Jak powiedział prof. Minghao Qi, zdolność ta jest fundamentalną częścią układów logicznych, co powoduje iż dioda ta „otwiera możliwość całkowitego przetwarzania optycznego”, czyli budowy komputerów optycznych.
Układy światłowodowe już obecnie używane są do transmisji wielkich partii danych np. w kablach czy transmisji satelitarnej, jednak w trakcie konwersji sygnału optycznego na elektryczny szybkość transmisji zwalnia, a sama transmisja może być przechwytywana przez hackerów. Podobnie dzieje się przy konwersji odwrotnej – z sygnału elektrycznego na optyczny.
Jak stwierdził jeden członków zespołu badawczego, Jian Wang, dioda optyczna umożliwia transmisję sygnału w całości kanałem optycznym bez konwersji, do samych układów przetwarzania, co eliminuje konieczność montażu drogich układów do konwersji, nie zwalnia transmisji i nie pogarsza warunków bezpieczeństwa. Według badaczy, nowe diody optyczne są kompatybilne z istniejącymi już układami elektronicznymi jak półprzewodnikowe układy CMOS używane w chipach komputerowych.
PAP - Nauka w Polsce
mmej/ tot/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
