Sageli edastatakse tänapäeva sidesüsteemides signaale optiliselt, ent sides esineb ajakulukaid elektrilisi vaheastmeid. Üks võimalik vaheastmete kõrvaldamise viis seisneb elektriliste muundurite asendamises valgussignaalidel töötavate fotooniliste kiipidega. MIT (Massachusetts Institute of Technology) teadlased arendasid välja meetodi fotooniliste kiipide valmistamiseks harilikele arvutitootmises kasutatavatele ränitoorikutele. Uus meetod võib viia vaheastmete kõrvaldamiseni.
Pildil on MIT materjaliteaduse professor Caroline Ross, üks töö autoritest.
Fotooniline kiip on elektrilise dioodi analoog, lubades valgusel seadet läbida vaid ühes suunas. Optiline diood (diode for light) blokeerib näiteks signaali võimendavates vaheastmetes esinevad parasiitsed valgusimpulsid, mis destabiliseerivad signaallasereid ja alandavad side efektiivsust. Kasutuselolevates seadmetes teeb selle töö ära diskreetne komponent (nt. transistor, kondensaator) nimega isolaator (isolator). Fotoonilise dioodi saaks aga otse signaalitöötlusseadmesse integreerida.
Teadlaste töö algas läbipaistva ja magnetiliste omadustega materjali otsinguist. Näiliselt vastuolulisi tingimusi rahuldab granaatmineraali üks vormidest (loe siit). Granaadil on mitteisotroopsed optilised omadused. Samas sihis, aga eri suundades on kristallil erinev murdumisnäitaja. MIT teadlastel õnnestus räni pinnale sadestada õhuke poolkaare kujuline (half of a loop) kiht granaati. Granaadi ränile kasvatamine on seni olnud keeruline protseduur. Tulemuseks on kiip, millesse levinud valguse osaliselt tagasi peegeldunud komponent juhitakse sisendist kõrvale, poolkaarde.
Kogu valmistamisprotsess kasutab standardset integreeritud kiipide valmistamise masinaparki, mistõttu on fotooniliste seadmete tootmisse lõimimine lihtne ja odav. Lihtsus ja odavus on tootjate meelisterminid. „Tööstus oskab räni töödelda, mis tähendab, et lõppeks osatakse meie meetodite abil valmistada ka fotoonilisi seadmeid,“ lisab professor Caroline Ross, MIT töörühma esindaja.
Fotoonilised seadmed võiksid tulevikus oluliselt andmevahetuskiirusi tõsta. Estieks levib valgussignaal elektrilisest signaalist oluliselt kiiremini. Teiseks on üksik optiline kaabel valguse laineliste omaduste tõttu (superpositsioon) suuteline edastama rohkem informatsiooni kui elektrikaabel.
Allikas: PhysOrg