Tehokkaampaa valon ohjausta

Paradoksi, joka on pitkään ärsyttänyt optiikka-alan tutkijoita, on että valon ohjauskytkentä valoon vaatii tyypillisesti vahvaa epälineaarisuutta jossa voimakkaat laserkentät ohjaavat heikkotehoisia datavirtoja. Menettely johtaa suureen virrankulutukseen, mikä rajoittaa käytännön toteutuksia.

Uusi Buffalon yliopiston johtama tutkimus osoittaa tavan hallita valoa valolla käyttäen yhtä kolmasosaa - joissakin tapauksissa jopa vähemmän – energiasta, jota tyypillisesti tarvitaan. Tutkijat ovat kehittäneet epäsymmetrisen meta-aaltoputken, joka mahdollistaa heikon ohjaavan lasersäteen manipuloida paljon intensiivisempää lasersignaalia.

Tutkijoiden meta-aaltoputki on valmistettu piistä ja se luo epäsymmetrisiä heijastuksia kahdesta valon säteestä, mikä mahdollistaa heikomman säteen hallita toista valon sädettä. Saavutus yhdistettynä alan muuhun kehitykseen voisi lopulta johtaa tehokkaampiin ja energiaa säästäviin siruihin sekä muuhun optiikkaan perustuvaan teknologiaan.

Norwegian University of Science and Technologyn (NTNU) tutkijat ovat luoneet lasikuituja joissa on yksikiteinen pii-germanium ydin.

Piiytimelliset lasikuidut ovat nousemassa monipuoliseksi alustaksi täysin optiselle käsittelylle, anturoinnille ja mikroskaalan optoelektronisille laitteille. Edelleen käyttämällä ytimessä myös germaniumia laajentaa saavutettavaa aallonpituusaluetta ja mahdollisia uusia optisia toimintoja koska kaistaeroa ja optisia ominaisuuksia voidaan hienosäätää koostumusta muuttamalla.

Tällaisen kuidun tuottamiseksi NTNU:n tutkijat kehittivät erityistä lasertekniikkaa, jonka avulla sulatetaan kuidun sisällä olevia materiaaleja tarkoituksenmukaisiin muotoihin. Tätä on yritetty ennenkin mutta ongelma on ollut piin ja germaniumin erilaiset sulamislämpötilat.

Kehitettyä menetelmää voidaan käyttää myös yksinkertaistamaan prosessia, jolla pii-germanium seoksia ujutetaan ohutkalvoisiin transistoripiireihin. Pii-germanium (SiGe) transistorit tunnetaan erityisesti nopeudestaan ja tekniikkana se on jo vakiintunut perinteisen piirivalmistuksen käyttöön.