211service.com
Intel paātrina silīcija fotoniku
Mūsdienu datoru procesori ir stingri elektroniskas ierīces, kas pārraida datus, izmantojot elektronus, kas pārvietojas pa vara vadiem. Bet šī tehnoloģija ir salīdzinoši lēna un rada siltumu. Tagad Intel pētnieki ir izstrādājuši optisku ierīci, kas varētu spēlēt galveno lomu elektronu un vara vadu aizstāšanā ar fotoniem un gaismas stariem. Komanda ir demonstrējusi rekordlielu silīcija modulatoru, kas var kodēt datus ar ātrumu 30 gigabiti sekundē — gandrīz tikpat ātri kā daudzi bezsilīcija modulatori, ko pašlaik izmanto optiskās šķiedras aparatūrā.
Pasaulē ātrākais silīcija modulators, ko izstrādājuši Intel pētnieki, katru sekundi gaismas starā var ierakstīt 30 gigabitus datu. Tas ir vairāk nekā 8000 digitālo fotoattēlu sekundē.
Silīcija modulators, kas var darboties ar šiem ātrumiem, saka Mario Paniccia, Intel pētnieks un Silicon Photonics Technology Lab direktors, varētu dot iespēju izstrādāt ātrākus datorus, kas ietver fotoniskās mikroshēmas. Turklāt Paniccia saka, ka tā varētu būt daļa no visa silīcija fotoniskās mikroshēmas, ko varētu izmantot optisko šķiedru tīklos. Tā kā silīcija ierīces ir viegli masveidā ražotas un salīdzinoši lētas, mikroshēmas varētu aizstāt dārgāku tīkla aparatūru, samazinot joslas platuma izmaksas.
Vēsturiski fotoniskās ierīces, piemēram, modulatori un lāzeri, ir izgatavotas no eksotiskiem, dārgiem pusvadītājiem, piemēram, indija fosfīda. Tomēr 2004. gadā Paniccia grupa parādīja, ka ar gudru inženieriju viņi var panākt, lai silīcija modulators darbotos ar vienu gigabitu sekundē. 2005. gadā viņi palielināja tā ātrumu līdz 10 gigabitiem sekundē un izveidoja pārsteidzoši labu silīcija lāzeru (skatiet Intel's Breakthrough ). 2006. gadā pētnieki pielāgoja savu sākotnējo dizainu, lai padarītu silīcija lāzeru efektīvāku un vieglāk izgatavojamu (skatiet sadaļu Gaismas ieviešana silīcijā).
Intel grupa būtībā ir atspēkojusi mītu, ka silīcijs nav piemērots fotonikai, saka Alans Vilners , elektrotehnikas profesors Dienvidkalifornijas Universitātē Losandželosā. Un, lai gan silīcija lāzers ir svarīgs, viņš saka, ātrs modulators ir ļoti svarīgs. Mūsdienu modernākie modulatori darbojas ar ātrumu 40 gigabiti sekundē, un, lai silīcijs konkurētu kā optiskais materiāls, tam jādarbojas ar salīdzināmu ātrumu. Tādējādi Intel 30 gigabitu sekundē silīcija modulators ir liels darījums, viņš saka.
Silīcija modulatora dizaina pamatā ir diode, kas ir līdzīga elektronikā atrodamajām. Gaisma ieplūst modulatorā no viena ierīces gala un tiek sadalīta divos staros. Abi stari iziet cauri silīcija diodēm. Kad šīm diodēm tiek pielikts spriegums, tās maina gaismas viļņa fāzi vai pozīciju. Šī fāzes nobīde ir tas, kas kodē datus: atkarībā no gaismas fāzes tā var attēlot a viens vai a 0 .
Pētījums, kas publicēts šonedēļ Optika Express , detalizēti aprakstīts viena 30 gigabitu sekundē silīcija modulatora projektēšana un izgatavošana. Nedaudz mainot diožu ķīmisko sastāvu, Paniccia sagaida tādus pašus rādītājus kā komerciāli pieejamie bezsilīcija modulatori. Mēs uzskatām, ka šo dizainu nākotnē varēs paplašināt līdz 40 gigabitiem sekundē, viņš saka.
Paniccia sagaida, ka līdz 2010. gadam silīcija fotonikas modulatori vai lāzeri varētu būt gatavi komercializācijai šķiedru optikas nozarē. Bet viņš saka, ka viņa komandas mērķis ir izveidot integrētu fotonisko mikroshēmu. Patiešām aizraujošā daļa ir tāda, ka, tiklīdz jums ir šie bloki, jūs varat tos integrēt kopā, viņš saka. Ja paņemat 25 no šiem [silīcija] lāzeriem un novirzāt tos 25 modulatoru masīvā, tad jums ir terabits informācijas uz silīcija gabala mana naga lielumā.