Muunnin linkittää äänen, valon ja radioaallot

07.04.2016

NIST-optomekaaninen-muunnin-275.jpgNational Institute of Standards and Technologyn (NIST) tutkijat ovat kehittäneet piezo-optomekaanisen piirin, joka tekee optisien, akustisien ja radioaaltojen välisien signaalien muunnoksia.

Ratkaisuun perustuva järjestelmä voisi siirtää ja tallentaa informaatiota tulevaisuuden tietokoneissa. Alan tutkijat etsivät yleisesti ratkaisuja, joissa elektronisilla komponenteilla on liitäntä muihin fyysisiin järjestelmiin kuten valoon tai ääneen.

Erityyppisten fyysisten järjestelmien väliset rajapinnat voisivat kiertää joitakin ongelmia, jotka ovat riippuvaisia vain tietyntyyppisestä informaation kantajasta.

Esimerkiksi valo kykenee kantamaan paljon tietoa mutta yleensä se ei vuorovaikuta ympäristönsä kanssa vahvasti, joten se ei kuumenna komponentteja, kuten sähkö. Valoa on kuitenkin vaikea säilyttää pitkiä aikoja, eikä se voi olla vuorovaikutuksessa suoraan joidenkin piirikomponenttien kanssa.

Toisaalta, akustisia rakenteita käytetään jo langattomissa tekniikoissa, koska ääntä on helpompi varastoida pitempiä aikoja sen liikkuessa paljon hitaammin.

NIST:in tutkijoiden johdolla on nyt rakennettu näitä yhdistävä pietsosähköinen sirulle sopiva optomekaaninen rakenne. Sen ytimenä on optomekaaninen ontelo ja nanomittakaavainen palkki, joka toimii ikään kuin peilisalina fotoneille.

Tietyn taajuuden fotonit pomppivat edestakaisin peilisalissa tuhansia kertoja ennen ulos vuotamistaan. Samaan aikaan, nanomittakaavan palkki rajoittaa hilavärähtelyjä eli fononeja gigahertsien taajuusalueella.

Näin fotonit ja fononit on saatu vaihtamaan energiaansa ja kun tutkijat kanavoivat fononit akustisilla aaltoputkilla optomekaaniseen rakenteeseen, pystyttiin nanomittakaavaisen palkin liikettä manipuloimaan suoraan.

Energia vaihdosta johtuen hilavärähtelyt voivat muuttaa loukkuuntuneen valon ominaisuuksia. Gigahertsisten ääniaaltojen tuottamiseen käytettiin pietsosähköisiä materiaaleja.

Edelleen, käyttämällä "interdigitated tranducer" (IDT) rakennetta, voitiin tehostaa pietsosähköistä vaikutusta ja näin ryhmä pystyi luomaan yhteyden myös radiotaajuisten sähkömagneettisien aaltojen ja ääniaaltojen välille.

27.03.2024Kvantti-interferenssi ja transistori
26.03.2024Robotti tarttuu lihanpalaan ja keskustelee kaverinsa kanssa
25.03.2024Piin kanssa yhteensopivia magneettisia pyörteitä
23.03.2024Kaksitoiminen katalyytti tekee sen halvemmalla
22.03.2024Hiilinanoputket käyttöön
21.03.2024Fotonisirut valtaavat alaa
21.03.2024Uusi 2D-materiaalien maailma on avautumassa
19.03.2024Suprajohteet auttavat tietokoneita "muistamaan"
18.03.2024Kvanttimateriaalitutkimuksen uudet työkalut
16.03.2024Räjähtämätön vedyntuotantomenetelmä

Siirry arkistoon »