Звуковые волны, используемые для улучшения оптической связи

Изоляторы — это невзаимные или «односторонние» устройства, аналогичные электронным диодам. Они защищают лазерные источники от обратных отражений и необходимы для маршрутизации световых сигналов по оптическим сетям. По словам исследователей, сегодня доминирующая технология производства таких невзаимных устройств требует материалов, которые изменяют свои оптические свойства в ответ на магнитные поля.

«Есть несколько проблем с использованием магниточувствительных материалов для достижения одностороннего потока света в фотонном чипе», — сказал профессор механики и инженерии и соавтор исследования Гаурав Бахл. «Во-первых, промышленность просто не имеет хороших возможностей для размещения компактных магнитов на кристалле. Но, что более важно, необходимые материалы еще не доступны в литейных цехах фотоники. Вот почему промышленность отчаянно нуждается в лучшем подходе, который использует только обычные материалы и избегает магнитных полей. поля вместе ".В исследовании, опубликованном в журнале Nature Photonics, исследователи объясняют, как они используют крохотную связь между светом и звуком, чтобы обеспечить уникальное решение, позволяющее создавать невзаимные устройства практически с любым фотонным материалом.

Однако, по словам исследователей, физический размер устройства и доступность материалов — не единственные проблемы, связанные с нынешним уровнем развития техники.«Лабораторные попытки создать компактные магнитно-оптические изоляторы всегда сопровождались большими оптическими потерями», — сказал аспирант и ведущий автор Бенджамин Зон. «Фотонная промышленность не может позволить себе эти потери, связанные с материалами, и ей также необходимо решение, обеспечивающее достаточную полосу пропускания, чтобы быть сопоставимым с традиционной магнитной техникой. До сих пор не существовало безмагнитного подхода, который был бы конкурентоспособным».

Новое устройство размером всего 200 на 100 микрон — примерно в 10 000 раз меньше квадратного сантиметра — изготовлено из нитрида алюминия, прозрачного материала, пропускающего свет и совместимого с производством фотоники. «Звуковые волны производятся аналогично пьезоэлектрическому динамику с использованием крошечных электродов, записываемых непосредственно на нитрид алюминия с помощью электронного луча. Именно эти звуковые волны заставляют свет внутри устройства перемещаться только в одном направлении. Это первый время, когда безмагнитный изолятор превзошел гигагерцовую полосу пропускания, — сказал Сон.Исследователи ищут способы увеличить пропускную способность или емкость данных этих изоляторов и уверены, что смогут преодолеть это препятствие.

После усовершенствования они представляют собой преобразующие приложения в системах фотонной связи, гироскопах, системах GPS, атомных системах хронометража и центрах обработки данных.«Центры обработки данных обрабатывают огромные объемы интернет-трафика и потребляют большое количество энергии для работы в сети и охлаждения серверов», — сказал Бахл. «Связь на основе света желательна, потому что она выделяет гораздо меньше тепла, а это означает, что на охлаждение сервера можно потратить гораздо меньше энергии, при этом передавая гораздо больше данных в секунду».

Помимо технологического потенциала, исследователи не могут не быть очарованы фундаментальной наукой, стоящей за этим достижением.«В повседневной жизни мы не видим взаимодействия света со звуком», — сказал Бал. «Свет может проходить через прозрачное стекло, не делая ничего странного.

Наша область исследований показала, что свет и звук действительно очень тонко взаимодействуют. Если вы примените правильные инженерные принципы, вы можете встряхнуть прозрачный материал в нужном направлении, чтобы усилить эти эффекты и решить эту важную научную задачу.

Это кажется почти волшебным ».Это исследование поддержали Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США и Исследовательская лаборатория ВВС США.


4 комментария к “Звуковые волны, используемые для улучшения оптической связи”

  1. Обычные таксисты сдают специальный экзамен, покупают дорогую лицензию, платят налоги. Деньги идут в местный бюджет. Пасажиры застрахованы. А в убере хитросделанные на консервных банках, часто не умеющие ездить и не знающие города отбирают хлеб у профессионалов.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.