211service.com
Vadošā gaisma
Polam Braunam optiskās skaitļošanas nākotne ir pilnīgi skaidra. Brauns un viņa kolēģi no Ilinoisas Universitātes Urbana-Champaign ziņo, ka viņi ir atraduši lētāku un vienkāršāku veidu, kā izveidot nelielus optiskos viļņvadus fotonisko kristālu iekšpusē. Šiem viļņvadiem ir potenciāls uzvesties kā mikroskopiskie vadi uz parastās mikroshēmas, izņemot to, ka tie transportētu fotonus, nevis elektronus ap submikrometru mēroga shēmu mudžekļiem. Un tas varētu palīdzēt padarīt fotoniskos kristālus par pamatu jaunas paaudzes daudz ātrākām telekomunikāciju un skaitļošanas ierīcēm.
Fotoniskie kristāli ir sarežģītas mikroskopiskas struktūras, kurās ir regulāri izvietoti caurumi, piemēram, sakārtots Šveices siers. Caurumi rada barjeru pret noteikta viļņa garuma gaismu, un pareizajā izkārtojumā tie var piespiest fotonus pa noteiktajiem ceļiem. Atšķirībā no optiskajām šķiedrām, no kurām pārāk tālu saliekot izplūst gaisma, šie viļņvadi var izmest fotonus ap asiem stūriem, padarot tos par ideāliem komponentiem optiskajiem slēdžiem, mikrolāzeriem, gaismas diodēm un pat pilnībā optiskām integrālajām shēmām.
Šis stāsts bija daļa no mūsu 2002. gada maija numura
- Skatiet pārējo izdevuma daļu
- Abonēt
Lai gan uzņēmumi, piemēram, Agilent Technologies un vairākas akadēmiskās un valdības laboratorijas, izstrādā fotoniskos kristālus, nopietns izaicinājums ir izveidot ceļus, kas čūskās caur tiem ar nepieciešamo mikrometra līmeņa precizitāti. Vairākas pētniecības grupas, tostarp viena Sandia National Laboratories Albuquerque, NM, ir izveidojušas un testējušas fotonisku kristālu viļņvadus uz silīcija plāksnēm, taču to izgatavošanas paņēmiens ir tāds pats sarežģīts, atkārtots un dārgs litogrāfijas process, ko izmanto mūsdienu mikroshēmu modelēšanai. Tā ir brīnišķīga tehnika — ja jums ir vienalga, cik tas maksā, saka Brauns.
Brauna tehnika sākas ar mazām silīcija dioksīda sfērām, kas šķīdumā savācas trīsdimensiju kristālam līdzīgā struktūrā. Brauna patiesais sasniegums bija atrast veidu, kā izveidot precīzas formas ceļus caur šiem kristāliem pēc to salikšanas: viņa grupa aizpilda telpu starp sfērām ar gaismjutīgu polimēru, pēc tam izmanto mikroskopu, lai fokusētu lāzeru uz konkrētiem punktiem, izraisot polimēra sacietēšanu. Iztukšojiet apkārtējo, nesacietējušo polimēru, un rezultāts ir kristāla defekts: perfekti veidots ceļš cauri sfērām, kas izveidots tikai ar vienu lāzera piegājienu.
Daudzi cilvēki ir domājuši par to, kā šiem pašmontējamiem materiāliem pievienot defektus, saka Minesotas Universitātes Ķīmiskās inženierijas un materiālu zinātnes nodaļas fotonikas pētnieks Deivids Noriss. Pāvila grupa ir parādījusi pirmo piemēru, kā to var izdarīt. Lai gan Brauns saka, ka var paiet trīs vai vairāk gadi, lai paši savācos fotoniskie kristāli nonāktu komerciālās ierīcēs, viņš sagaida, ka tiks demonstrēts funkcionāls prototips, iespējams, izgatavots no tāda materiāla kā silīcijs, kas uzticamāk pārraida gaismu nekā iekšējais polimērs. nākamajos sešos mēnešos.