Fotonisia muunnoksia aaltojohteissa ja kuiduissa

Joukko Columbia Engineeringin tutkijoita ovat kehittäneet menetelmän, jolla säädellään aaltoputkissa etenevää valoa tehokkaasti.

He ovat rakentaneet pienialaisia fotonisia rakenteita, jotka pystyivät säilyttämään optimaalisen suorituskyvyn erittäin laajalla aallonpituusalueella.

Fotoniset integroidut piirit perustuvat valon valoaaltojohteisiin ja hallitsemalla valon etenemistä sirulla on keskeinen seikka rakennettaessa siruja, jotka käyttävät valoa datan siirtoon.

Columbian ryhmä löysi tehokkaimmaksi tavaksi hallita valoa aaltojohteissa optisilla nano-antenneilla. Tiheiden nano-antenniryhmien vaikutus on niin vahva, että ne tuottavat aaltojohteen tilan muunnon aiempaa huomattavasti lyhyemmillä etäisyyksillä.

Ryhmä on tavallaan luonut aaltoputkisen moodimuuntimien, joka muuntaa tietyn aaltoputken tilan toiseksi; nämä ovat avainasemassa tekniikassa, jota kutsutaan ”mode-division multiplexing” (MDM).

MDM on strategia lisätä fotonisen sirun informaationkäsittelyn tehoa: voi käyttää samaa valon väriä, mutta useita eri aaltojohteen moodeja kuljettamaan useilla itsenäisillä kanavilla informaatiota samanaikaisesti samassa aaltoputkessa.

Penn Staten tutkijat työskentelevät puolestaan puolijohteisilla optisilla kuiduilla, joilla on tiettyjä etuja verrattuna nykyiseen valoperustaiseen kuituoptiikkaan.

Puolijohteiset kuidut voisivat siirtää sekä valoon perustuvaa että sähköistä dataa ja se voi myös pystyä suorittamaan muunnoksen sähköisestä optiseksi dataksi siirron aikana, parantaen näin jakelun nopeutta.

Penn Staten tutkijat tuottivat jo vuonna 2006 piikuituja upottamalla piitä ja muita puolijohdemateriaaleja piidioksidikuidun kapillaareihin. Kuituihin syntyi sarja kiteitä mutta myös niiden rajoja ja muita puutteita, joten niillä oli heikko kyky siirtää dataa.

Uusi menetelmä tuottaa parempia tuloksia sulattamalla erittäin puhdasta amorfista piitä 1,7 mikronisen lasikapillaarin sisälle laserin avulla. Menettely mahdollistaa yksikiteisen piin muodostumisen.

Aiheesta aiemmin: