Springen naar inhoud

- - - - -

Ultrasnelle optische schakelaar


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 01 mei 2011 - 09:53

Wetenschappers zijn erin geslaagd om een ultrasnelle optische schakelaar met een microholte te maken. Hij schakelt aan en uit in een recordtijd van minder dan 1 picoseconde, oftewel een miljoenste van een miljoenste seconde. Dit is zeer veelbelovend voor optische datacommunicatie.
Schakelaars komen in grote getale voor in computers; ze zijn cruciaal voor het manipuleren van informatie die in bits is gecodeerd. Om informatieverwerking sneller te maken, wordt wereldwijd hard gewerkt aan de realisatie van optische schakelaars. Die verwerken informatie in de vorm van lichtpulsen.

Microholtes
De snelheid van de optische schakelaars wordt beperkt door de eigenschappen van de onderliggende materialen. In moderne wetenschap en technologie worden vaak halfgeleidende materialen zoals GaAs en AlAs gebruikt met kleine holtes erin. Die kunnen op een schaal van enkele micrometers gemaakt worden (slechts één honderdste van de dikte van een mensenhaar). Deze 'microholtes' kunnen geïntegreerd worden op chips, maar ze worden ook gebruikt om e-mail, internet en Tv-signalen te verzenden als optische signalen.

Nieuw ontwerp
Het Nederlands-Franse team zette een controle-laserpuls in, die de eigenschappen van de microholte onmiddellijk verandert (door gebruik te maken van het zogeheten elektronische Kerr-effect). Op deze manier profiteren ze van enorm snelle beweging van elektronen in halfgeleiders, die 'dansen op de maat van het laserlicht'. Dit maakt de schakelaar extreem snel. De onderzoekers moesten hiervoor de kleur van de controlelaser heel nauwkeurig afstemmen, zodat er geen absorptie van licht was. De eigenschappen van de holte worden dan alleen geschakeld bij aanwezigheid van zowel de signaal- als de controlepulsen.

Sneller dan terahertz
De nieuwe schakelaar is een enorme stap vooruit: hij is niet beperkt tot een bepaald soort halfgeleidend materiaal of ontwerp van een holte én er is veel flexibiliteit wat betreft de kleur van het controlelicht. Met deze schakelaar zou informatie sneller dan 1000 GHz verstuurd kunnen worden - enkele honderden malen sneller dan de kloksnelheid van een snelle PC. Met toekomstig onderzoek zal het systeem nog kleiner gemaakt worden, voor on-chip toepassingen. Omdat computersnelheid voortdurend verhoogd wordt door parallel processing, belooft de nieuwe schakelaar datacommunicatie op meer dan terahertz-snelheid.


Bron:
Universiteit Twente

Lees meer:
Fom: Ultrasnelle optische schakelaar

Wetenschappelijke publicatie:
Georgios Ctistis, Emre Yuce, Alex Hartsuiker, Julien Claudon, Maela Bazin, Jean-Michel Gérard, and Willem L. Vos: Ultimate fast optical switching of a planar microcavity in the telecom wavelength range


Geplaatste afbeelding
Grafische weergave van hoe de ultrasnelle optische schakelaar werkt
Boven Wanneer wit licht naar de holte gezonden wordt, interfereert alleen blauw licht constructief in de holte en dit wordt uitgezonden. Deze situatie definieert een 'nul-bit'.
Midden: Wanneer controle- (gemarkeerd met een groene ster) en signaallichtpuls tegelijkertijd aankomen, wordt de holte aangeschakeld door het controlelicht. Als gevolg hiervan wordt het rode licht door de holte uitgezonden. Dit definieert een 'één-bit'.
Heb je interesse in journalistiek? Wij zoeken versterking! Speurwerk, deel van het team, meer weten: klik.

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5583 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 01 mei 2011 - 11:02

Spijtig genoeg is de technologie waarschijnlijk te temperatuurgevoelig om ooit praktisch gebruikt te worden... ;)
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-

#3

Wien Ee

    Wien Ee


  • >1k berichten
  • 3133 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 mei 2011 - 15:50

Waarom denk je dat deze technologie temperatuur gevoelig is?
Heb je interesse in journalistiek? Wij zoeken versterking! Speurwerk, deel van het team, meer weten: klik.

#4

317070

    317070


  • >5k berichten
  • 5583 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 02 mei 2011 - 18:01

Waarom denk je dat deze technologie temperatuur gevoelig is?

Zoals je misschien wel weet is de meeste lasertechnologie op basis van holten erg temperatuurgevoelig. Dit omdat de brekingseigenschappen van materialen veranderen, maar vooral omdat materialen uitzetten bij grotere temperaturen. Dus een microholte wordt een beetje groter als de temperatuur een graad stijgt, het gevolg is dat golflengtes die binnen die holtes resoneren niet meer goed op elkaar afgesteld zijn.

Een beetje een degelijke laser moet daarom afgesteld zijn binnen 0,1°C, wat niet eenvoudig is als je er een paar Watt aan vermogen door jaagt. Bij die microholte zal het hoogstwaarschijnlijk nog veel erger zijn.

Zie ook: http://tweakers.net/...-schakelen.html
What it all comes down to, is that I haven't got it all figured out just yet
And I've got one hand in my pocket and the other one is giving the peace sign
-Alanis Morisette-





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures