211service.com
„Intel“ pagreitina silicio fotoniką
Šiuolaikiniai kompiuterių procesoriai yra griežtai elektroniniai įrenginiai, perduodantys duomenis elektronais, keliaujančiais variniais laidais. Tačiau ši technologija yra gana lėta ir gamina šilumą. Dabar „Intel“ mokslininkai sukūrė optinį įrenginį, kuris galėtų atlikti pagrindinį vaidmenį pakeičiant elektronus ir varinius laidus fotonais ir šviesos pluoštais. Komanda pademonstravo rekordinį silicio moduliatorių, galintį koduoti duomenis 30 gigabitų per sekundę greičiu – beveik taip pat greitai, kaip ir daugelis ne silicio moduliatorių, šiuo metu naudojamų šviesolaidžio aparatinėje įrangoje.
„Intel“ mokslininkų sukurtas greičiausias pasaulyje silicio moduliatorius gali įrašyti 30 gigabitų duomenų į šviesos spindulį kas sekundę. Tai daugiau nei 8000 skaitmeninių nuotraukų per sekundę.
Silicio moduliatorius, galintis veikti tokiu greičiu, teigia Mario Paniccia, Intel mokslinis bendradarbis ir Silicon Photonics Technology laboratorijos direktorius, gali sudaryti galimybę sukurti greitesnius kompiuterius su fotoniniais lustais. Be to, Paniccia teigia, kad tai gali būti viso silicio fotoninio lusto, kuris gali būti naudojamas šviesolaidiniuose tinkluose, dalis. Kadangi silicio įrenginius lengva gaminti masiškai ir jie yra palyginti nebrangūs, lustai galėtų pakeisti brangesnę tinklo aparatinę įrangą ir sumažinti pralaidumo sąnaudas.
Istoriškai fotoniniai įrenginiai, tokie kaip moduliatoriai ir lazeriai, buvo pagaminti iš egzotiškų, brangių puslaidininkių, tokių kaip indžio fosfidas. Tačiau 2004 m. Paniccia grupė parodė, kad su sumaniu inžinerija jie gali priversti silicio moduliatorių veikti vienu gigabitu per sekundę. 2005 m. jie padidino jo greitį iki 10 gigabitų per sekundę ir sukūrė stebėtinai gerą silicio lazerį (žr. Intel's Breakthrough ). 2006 m. mokslininkai keitė savo originalų dizainą, kad silicio lazeris būtų efektyvesnis ir lengviau gaminamas (žr. Šviesos įvedimas į silicį).
„Intel“ grupė iš esmės paneigė mitą, kad silicis nėra tinkamas fotonikai, sakoma Alanas Willneris , elektrotechnikos profesorius Pietų Kalifornijos universitete Los Andžele. Ir nors silicio lazeris yra svarbus, jis sako, kad greitas moduliatorius yra labai svarbus. Šiuolaikiniai modernūs moduliatoriai veikia 40 gigabitų per sekundę greičiu, o kad silicis galėtų konkuruoti kaip optinė medžiaga, jis turi veikti panašiu greičiu. „Intel“ 30 gigabitų per sekundę spartos silicio moduliatorius yra didelis dalykas, sako jis.
Silicio moduliatoriaus konstrukcijos esmė yra diodas, panašus į tuos, kurie yra elektronikoje. Šviesa patenka į moduliatorių iš vieno įrenginio galo ir padalijama į du pluoštus. Abu spinduliai praeina per silicio diodus. Kai šiems diodams įjungiama įtampa, jie keičia šviesos bangos fazę arba padėtį. Šis fazės poslinkis yra tai, kas koduoja duomenis: priklausomai nuo šviesos fazės, jis gali reikšti a vienas arba a 0 .
Tyrimas, paskelbtas šią savaitę Optika Express , išsamiai aprašomas vieno 30 gigabitų per sekundę spartos silicio moduliatoriaus dizainas ir gamyba. Šiek tiek pakeisdama cheminę diodų sudėtį, Paniccia tikisi pasiekti tokius pačius rodiklius kaip ir komerciniai ne silicio moduliatoriai. Manome, kad šį dizainą ateityje bus galima išplėsti iki 40 gigabitų per sekundę, sako jis.
Paniccia tikisi, kad iki 2010 m. silicio fotonikos moduliatoriai arba lazeriai bus paruošti komercializacijai šviesolaidžio pramonėje. Tačiau jis sako, kad jo komandos tikslas yra sukurti integruotą fotoninį lustą. Tikrai įdomi dalis yra tai, kad kai turėsite šiuos statybinius blokus, galėsite juos integruoti, sako jis. Jei paimsite 25 iš tų [silicio] lazerių ir nukreipsite juos į 25 moduliatorių masyvą, tada turėsite terabitą informacijos apie mano nago dydžio silicio gabalėlį.