Ferrosähköllä huippunopeaa optista tiedonsiirtoa

Kyushun yliopiston tutkijat ovat onnistuneesti kehittäneet erittäin nopean optisen modulaattorin, joka voi toimia yli 10 kertaa nykyisten laitteiden nopeudella. Modulaattori valmistettiin ryhmän kehittämän uuden menetelmän ansiosta, jonka avulla he pystyivät kasvattamaan ohuita kalvoja ferrosähköisistä kiteitä piisubstraateille.

”Valokuituliikenne kasvaa nopeasti vuosi vuodelta, ja tarve nopeampaan siirtoon kykeneville laitteille ja järjestelmille kasvaa. Laitteet, joita kutsutaan optisiksi modulaattoreiksi, ovat kriittisiä tämän tulevaisuuden kannalta”, kertoo viestintämateriaaleissa julkaistua tutkimusta johtanut professori Shiyoshi Yokoyama. ”Optiset modulaattorit ovat laitteita, jotka auttavat tuottamaan nopeita signaaleja optisista kuiduista. Ne voivat muuntaa tai muuttaa asioita, kuten valon voimakkuutta, vaihetta tai taajuutta sähköisten signaalien avulla.

Yksi suurimmista esteistä huippunopean optisen tiedonsiirron tekemisessä on löytää oikeat materiaalit, jotka pystyvät tarjoamaan tällaisia ​​nopeuksia. Nykyään optisia modulaattoreita rakennetaan puolijohteista, epäorgaanisista kiteistä ja jopa polymeereistä. Yokoyama ja hänen tiiminsä keskittyivät materiaaliin, jota kutsutaan ferrosähköisiksi kiteiksi, materiaaliin, jolla on spontaani sähköinen polarisaatio.

"Näillä materiaaleilla on korkeat sähköoptiset efektit ja ne ovat ensisijaisia ​​kandidaatteja optisiksi modulaattoreiksi. Niistä on kuitenkin ollut vaikeaa muodostaa optisissa laitteissa tarvittavia ohuita kalvoja”, Yokoyama jatkaa. "Onneksi tiimimme pystyi kehittämään menetelmän, jolla kasvatetaan ferrosähköisiä kiteitä ohuille piikalvoille."

Materiaali, jonka tiimi nimesi PLZT:ksi, kehitettiin optiseksi modulaattoriksi, jonka pituus oli 2,5 mm. Testien jälkeen he havaitsivat, että heidän uusi ferrosähköisen modulaattorinsa osoitti modulaatiota jopa 170 Gbps, mikä on 10 kertaa suurempi kuin nykyiset laitteet ja yli 300 Gbps:n siirtonopeutta nelitasoisella pulssimodulaatiolla.

Tiimi toivoo, että heidän tutkimustaan ​​voidaan hyödyntää tulevaisuuden optisten verkkojen siirtoteknologioissa sekä tukea tulevaisuuden 6G-teknologioita ja optisia kvanttitietokoneita.

”Kysyntä valokuituviestinnässä nopeille datanopeuksille jatkaa kasvuaan, ja datakeskukset vaativat tiheämpää signaalin lähetystä ja käsittelyä. Odotan, että uusi optinen modulaattorimme tukee tätä jatkuvasti kasvavaa alaa”, Yokoyama päättää.

Aiheesta aiemmin:

Bistabiilit nanokiteet lupailevat tehokkaampaa optista laskentaa

Monipuolinen ferrosähköisyys