К основному контенту

Сделан очередной шаг к фотонным телекоммуникациям и суперкомпьютерам

Сделан очередной шаг к фотонным телекоммуникациям и суперкомпьютерам

Одним из ключевых процессов передачи информации в оптических системах связи является модуляция амплитуды светового излучения. В радиоэлектронике модуляция информационного сигнала осуществляется посредством управления его амплитудой при прохождении через полупроводниковый транзистор, к электродам которого прикладывается изменяющееся по определенному алгоритму напряжение. Подобно этому на выходе электронно-оптического модулятора вырабатывается информационный оптический сигнал, амплитуда которого изменяется по определенному алгоритму с помощью электрического напряжения, подаваемого на управляющие электроды модулятора.


Физические принципы работы аналогов понятны, но в отличие от электронно-электронного процесса для электронно-оптического воплощения необходимы материалы, оптические свойства которых изменяются под воздействием электрического напряжения. И если в области радиоэлектроники технологии микроминиатюризация привели к созданию модуляторов с линейными размерами в десятые доли микрометров, то электронно-оптические модуляторы пока что в сотни раз больше своих электронных аналогов. А размеры приборов (что электронных, что электронно-оптических), как известно, определяют их энергопотребление. Поэтому уменьшение габаритов электронно-оптических модуляторов (что обусловит снижение их энергопотребления) в последнее десятилетие стало одной из важнейших задач развития оптических телекоммуникаций.

И вот недавно сотрудники Университета Орегона (США) объявили о разработке прототипа тонкопленочного электронно-оптического модулятора с «плоскостными» размерами 0,6 х 8 мкм – на порядок меньшими самых миниатюрных аналогов. Уменьшение размеров в 10 раз обеспечило снижение энергопотребления в 100 раз относительно лучших на сегодняшний день по энергоэффективности лабораторных образцов электронно-оптических модуляторов (на передачу одного бита данных новому устройству необходимо всего 46 фемтоджоулей, что, при условии его использования в суперкомпьютерах и серверах дата-центров обеспечит существенную экономию электроэнергии).

«Основополагающим» компонентом изобретения американских ученых-материаловедов стал токопроводящий оптически прозрачный материал, из которого изготовлен управляющий электрод. Благодаря созданию этого «просветленного» оксидного электропроводника, исследователям удалось объединить затвор электронно-оптического транзистора с металло-оксидным полупроводниковым конденсатором и оптически прозрачным кристаллом, через который проходит поток фотонов, подлежащий модуляции.

Кроме габаритных и энергетических рекордов, орегонский электронно-оптического модулятор характеризуется рекордно низким уровнем оптических потерь – 0,5 дБ.

См. также:

Комментарии

ПОПУЛЯРНОЕ

Бесплатная навигационная программа для яхт и катеров: что выбрать?

Китайцы будут освещать город с помощью искусственных «лун» - идею украли у нас!

Арсенида бора: когда новый дешевый материал для охлаждения микропроцессоров выйдет на рынок?

Первые системы на базе искусственного интеллекта для защиты от кибератак будущего

Что такое Dust Networks и как она работает?