211service.com
Laiko objektyvo greičio optiniai duomenys
Kornelio universiteto mokslininkai sukūrė paprastą silicio įrenginį, skirtą optiniams duomenims pagreitinti. Įrenginyje yra silicio lustas, vadinamas laiko lęšiu, optinio pluošto ilgiai ir lazeris. Jis padalija duomenų srautą, užkoduotą 10 gigabitų per sekundę greičiu, sujungia jį atgal ir išveda tuos pačius duomenis 270 gigabitų per sekundę greičiu. Norint pagreitinti optinį duomenų perdavimą, paprastai reikia daug energijos ir didelės, brangios optikos. Naujoji sistema yra energiją taupanti ir integruota į kompaktišką silicio lustą. Jis gali būti naudojamas dideliam duomenų kiekiui dideliu greičiu perkelti internetu arba kompiuterių optinėse lustose.
Laiko objektyvas: Šis silicio lustas, vadinamas laiko lęšiu, yra raštuotas bangolaidžiais, kurie skaido optinius signalus ir sujungia juos su lazerio šviesa, kad pagreitintų duomenų perdavimo spartą.
Dauguma šiandieninių telekomunikacijų duomenų yra koduojami 10 gigabitų per sekundę greičiu. Kadangi inžinieriai bandė išplėsti pralaidumą, jie susidūrė su problema. Kadangi pasiekiamas labai didelis duomenų perdavimo greitis, nėra lengvų duomenų kodavimo būdų, sako Aleksandras Gaeta , Kornelio universiteto taikomosios ir inžinerinės fizikos profesorius, sukūręs silicio įrenginį su Michalis Lipsonas , elektros ir kompiuterių inžinerijos docentas. Jų darbas aprašytas internete žurnale Gamtos fotonika .
Naujasis įrenginys taip pat gali būti svarbus žingsnis kuriant praktinius optinius lustus. Spartėjant elektronikai, energijos suvartojimas tampa vis labiau ribojančia problema, ypač lustų lygiu, sakoma Šaunus Bergmanas , Kolumbijos universiteto elektrotechnikos profesorius, nedalyvavęs tyrime. Neįmanoma, kad nešiojamasis kompiuteris veiktų greičiau, kol jis neįkaista ir nenaudoja daugiau energijos, sako Bergmanas. Elektronikos viršutinė riba yra apie 100 gigahercų. Dėl optinių lustų kompiuteriai gali veikti greičiau, nesukuriant perteklinės šilumos, tačiau dėl šviesos prigimties – fotonai nemėgsta sąveikauti – greitiems optiniams signalams sukurti reikia daug energijos.
Naujasis itin greitas moduliatorius išsprendžia šią problemą, nes gali itin dideliu greičiu suspausti duomenis, užkoduotus įprastine įranga. Kornelio prietaisas vadinamas laiko teleskopu. Paprastas lęšis keičia šviesos bangos erdvinę formą, o laiko lęšis laikui bėgant ją ištempia arba suspaudžia. Brianas Kolneris , dabar Kalifornijos universiteto Deiviso taikomųjų mokslų ir elektros bei kompiuterių inžinerijos profesorius, 1988 m., dirbdamas „Hewlett-Packard“. . Jis pagamino vieną dešimtojo dešimtmečio pradžioje, tačiau jam reikėjo brangaus krištolo moduliatoriaus, kuris atėmė daug energijos. Kolnerio teigimu, Kornelio darbas yra protingas inžinerinis žingsnis į priekį, siekiant sumažinti principo įrodymus iki naudingos praktikos.
Štai kaip veikia Kornelio sistema. Pirma, lazerio šviesoje, naudojant įprastą moduliatorių, užkoduojamas signalas. Tada šviesos signalas sujungiamas su Kornelio lustu per optinio pluošto ritę, kuri perduoda jį ant nanoskalės rašto silicio bangolaidžio. Lygiai taip pat, kaip gitaros akordas susideda iš skirtingų stygų natų, taip ir signalą sudaro skirtingi šviesos dažniai. Būdamas mikroschemoje, signalas sąveikauja su lazerio šviesa, todėl jis suskaidomas į šiuos komponentų dažnius. Šviesa keliauja per kitą kabelio ilgį ant kito nanoskalės rašto silicio bangolaidžio, kur ji sąveikauja su to paties lazerio šviesa. Proceso metu signalas vėl sujungiamas, bet keičiama jo fazė. Tada jis palieka lustą naudodamas kitą optinio pluošto ilgį 270 gigabitų per sekundę greičiu.
Fizika yra sudėtinga, tačiau grynasis efektas, sako Bergmanas, yra paimti bitų srautą, kuris yra tarsi lėtas, ir priversti juos veikti daug greičiau. Laiko teleskopas perduoda daugiau duomenų per trumpesnį laiką ir tai daro efektyviai energiją, nes reikalinga tik galia, reikalinga lazeriui paleisti.
Kornelio prietaisas yra vienas iš naujausių silicio fotonikos proveržių serijos. Silicis yra ši nuostabi elektroninė medžiaga, ir ilgą laiką ji buvo laikoma tokia optine medžiaga, sako Gaeta. Per pastaruosius penkerius metus mokslininkai panaikino šią mintį. 2005 m. Intel mokslininkai pagamino pirmąjį silicio lazerį; vėliau iš medžiagos buvo pagaminti kiti optiniai komponentai, įskaitant moduliatorius – šviesos bangų informacijos kodavimo įrenginius. Žmonės vis sako, kad norint atlikti labai greitą apdorojimą, reikia pakeisti silicį, tačiau silicis gali būti tinkamas būdas, sako Gaeta.
Klijavimas su siliciu turi du privalumus. Pirma, gamintojai jau turi infrastruktūrą prietaisams iš silicio gaminti. Galite panaudoti visas elektronikai sukurtas technologijas optiniams įrenginiams gaminti, sako Gaeta. Ir jei elektronika ir optika gali būti pagamintos iš tos pačios medžiagos, būtų daug lengviau integruoti juos į tą patį lustą ir kiekvienam daryti tai, ką moka geriausiai: elektronikos atveju apdoroti, optikos atveju – itin greitą duomenų perdavimą. .