Valgusel töötavad arvutikiibid oleksid elektroonsetest energiasäästlikumad ning kiiremad. Üks selle tehnoloogia realiseerimise takistusi on aga valgusssignaale kandvas lainejuhis tekkivad peegeldushäired. Peegeldusnähtused segavad andmesidet ning võivad häirida valgusallika, näiteks laseri tööd.

Vältimaks plaate läbistavate mikrolainete peegeldumist on plaatide pinnale valmistatud kahes tasapinnas läbilõikes ristuvate orientatsioonidega propellerilabad. Labad on olemuselt antennid, mis on üksipulgi ühendatud võimendatud. Signaaljuhtmed paistavad paremalt, võimendi asub pildi allosas.
Kasutusel olevad optilised andmevõrgud tõkestavad peegelduva valguse isolaatoritega, mis valmistatakse eksootilistest materjalidest, näiteks ütrium-indium granaadist (mineraal). Need aga töötavad vaid välises magnetväljas, mis teeb tehnilise lahenduse kohmakaks. Lisaks nõrgestavad isolaatorid signaali, sest neelavad nii kasulikku infot kandvaid footoneid kui ka mürakandjaid.
Hiina Zhejiang Ülikooli, Ameerika MIT (Massachusetts Institute of Technology) ja Texase Austini Ülikooli teadlased valmistasid aga uue metamaterjali laadse seadme, mis lubab footonitel liikuda vaid ühes suunas, suunates seejuures mürakandjad tõkestamise asemel õigesti. Prototüüpseade on küll suur (pildil), ent ei nõua tööks magnetvälja. Seetõttu on edasise uurimistöö korral ilmselt võimalik valmistada kasutusel olevatest isolaatoritest väiksemaid seadmeid. Tingliku optilise dioodi ehitamine ränitehnoloogial põhinevasse integraallülituskiipi ei nõuaks pooljuhttööstuses olemasolevatest eksootilisemaid materjale.
„Signaaliisolaatorites ei esine märkimisväärseid peegelduva signaali probleeme, ent filtrid pärsivad signaali tugevust. Võimsuskadu on oluline nöök. Üks optiliste sidevõrkude komponentide arvu piirajaid tulenebki nimetatud kadudest,“ kommenteeris üks artikli kaasautoritest, MIT teadlane ning Texase Ülikooli arvutiteaduse professor, Zheng Wan.
Teadlaste valmistatud seadeldise tööprintsiip põhineb väikestel metallantennikestel, mis näevad välja justkui väikesed propellerid. Iga antenn on elektriliselt ühendatud vastaspinnal oleva ristipidise antenniga. Voolu suund antennide ühenduses määrab ühtlasi elektromagnetlainete leviku suuna.
Prototüüpseadmes on antennid istutatud ligikaudu 3 cm vahedega skeemiplaadi pinnale. Väiksemates seadmetes võiks antennid vabalt olla kasvatatud näiteks räni sisse. Väikeste, lühikesi lainepikkusi registreerivate antennide valmistamise põhiraskus on sobiliku võimendi ehitamine. Võimendi üheks olulisemaks komponendiks on transistor, ent seni pole teadlased suutnud nähtava valguse sageduspiirkonnas (400–790 THz, 1012 Hz) töötavat pooljuhtlülitit valmistada.
„Peame ilmselt kasutama mittelineaarset optikat, töö käib,“ sõnas Wang. Teadlased uurivad lainejuhtide ränikiipidesse istutamise mitmeid eri viise. Optilisel sagedusel töötav seade oleks eriti kasulik näiteks optilistes signaalimuundurites. Sellistes aparaatide tagasi hajuva kiirguse hulk on küll minimaalne, ent mitme seadme järjestikusel liitmisel kasvab müra lineaarselt. „Müra kasvamine oli seadmete kaskaadi ehitamisel probleemiks,“ kommenteeris Stanfordi Ülikooli teadlane Shanhui Fan. Fan-i töörühm töötab lahenduse kallal, mis aitaks müra vähendada.
Allikas: PhysOrg
Leave a Reply