| www.kurzweilai.net

Створено новий електрооптичний модулятор, що має в 100 разів менші розміри, ніж інші подібні пристрої

Створено новий електрооптичний модулятор

На даний час величезні обсяги інформації передаються з високими швидкостями скрізь оптоволоконні кабелі у вигляді імпульсів світла. Для передачі їх у такому вигляді, електричні сигнали, якими оперують наші комп'ютери і смартфони, повинні бути спочатку перетворені в оптичні сигнали. Саме для цієї мети і служать пристрої, звані електрооптичними модуляторами. Однак, існуючі модулятори досить великі й складні для того, щоб бути вбудовані в електронні схеми, елементи яких іноді мають розміри у кілька мікрометрів.

Цілком імовірно, що в недалекому майбутньому оптичний кабель все ж можна буде підключати прямо до мобільного телефону або планшетному комп'ютеру, не кажучи вже про більш габаритної обчислювальній техніці. І це стане можливим завдяки роботі дослідників з Швейцарського федерального технологічного інституту (Swiss Federal Institute of Technology, ETH) в Цюріху, які розробили і виготовили оптичні модулятори, розмір яких в 100 разів менше, ніж розмір подібних пристроїв, що використовуються в даний час. Крім цього, рівень споживання енергії такими модуляторами також приблизно в 100 разів нижче і все це разом дозволить вбудовувати такі пристрої до складу чіпів малогабаритної електронної техніки, що працює за рахунок енергії, що зберігається в акумуляторних батареях.

Для того, щоб ефективно Промодулірованний промінь світла, для початку потрібно його сфокусувати в межах дуже малого обсягу простору модулятора. Однак, закони оптики визначають, що розмір сфокусованого променя і, отже, обсяг простору не можуть бути менше довжини хвилі світла. У сучасних комунікаціях використовується світло інфрачервоних лазерів з довжиною хвилі 1500 нанометрів (1.5 мікрометра), що і визначає мінімально допустимі розміри робочої області існуючих модуляторів.

Для того, щоб обійти вищеописане обмеження і зробити модулятор меншого розміру, світло лазера спочатку перетворюється в поверхневі плазмони-поляритони. Ці плазмони-поляритони являють собою комбінацію електромагнітних полів і вільних електронів, які коливаються з певною частотою і можуть рухатися по поверхні металів. Наприкінці металевої смуги, яка є свого роду провідником для цих квазічастинок, відбувається зворотне їх перетворення у світ. Переваги такого підходу полягають в тому, що плазмони-поляритони можуть бути укладені в просторі набагато меншого розміру, ніж промінь лазерного світла що їх "породив".

Завдяки такому підходу, оптичний модулятор має набагато менші розміри, ніж модулятори, що маніпулюють виключно потоком світла. Більш того, такий модулятор витрачає набагато менше енергії, всього кілька міліВатт при швидкості передачі даних на рівні 70 гігабіт на секунду. Окрім цього, для виробництва нових оптичних модуляторів підходять наявні на сьогоднішній день технології виробництва напівпровідникових приладів, що, в свою чергу, визначає його низьку собівартість.

 

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль