Pada awalnya, orang-orang menemukan dan menciptakan perangkat baru. Kemudian dia menyempurnakan pekerjaan mereka. Apa selanjutnya Dan kemudian - mengurangi ukuran perangkat ini dengan karakteristik dan kekuatan yang sama (atau bahkan lebih baik). Jadi para ilmuwan dari Universitas Oregon menempuh jalur yang sama dan menciptakan modulator elektro-optik terkecil saat ini. Ukuran penemuan ini adalah 0,6 mikron dengan 8 mikron. Hanya bakteri yang dapat membanggakan dimensi seperti itu, dan itu tidak semuanya. Menjadi 10 kali lebih kecil dari perangkat sejenis, mini-modulator mengkonsumsi energi 100 kali lebih sedikit. Pada saat yang sama, efisiensi operasionalnya tidak menurun karena pengurangan ukuran dan pengurangan konsumsi energi.
Kita semua sekarang entah bagaimana menggunakan perangkat yang terhubung ke jaringan optik serat optik. Melalui jaringan serat optik informasi ditransmisikan dalam bentuk kode biner. Ini adalah deskripsi aplikasi yang sangat berlebihan. Agar semuanya berfungsi sebagaimana dimaksud, dan informasi tidak rusak dan dipindahkan jika perlu, perangkat kontrol diperlukan. Perangkat semacam itu adalah modulator elektro-optik. Perangkat miniatur ini mengontrol aliran foton cahaya yang melewati perangkat. Kemudian sinyal optik dari informasi yang dikirim dimodulasi.
Dasar pembuatan modulator mini adalah oksida transparan dengan sifat semikonduktor. Bahan tersebut memungkinkan tidak hanya untuk menghubungkan gerbang dengan kapasitor semikonduktor logam-oksida dan kristal fotonik ultra-kompak, tetapi juga untuk mengurangi tingkat kehilangan optik hingga 0,5 dB. Dan efisiensi modulator mini adalah 46 fJ / bit (femtojoules per bit).
Pencipta sendiri dalam laporan mereka mengatakan yang berikut:
Photonics silikon memiliki potensi untuk mengubah sistem optik masa depan dengan mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan throughput sistem elektronik saat ini melalui penggunaan CMOS (Logam Pelengkap-Oksida-Semikonduktor - struktur logam-oksida-semikonduktor pelengkap). Selain menggunakan perangkat foton silikon dalam jaringan optik, mereka dapat mengontrol gerbang logika untuk melakukan perhitungan optik tertentu. Namun, efisiensi perangkat fotonik silikon tetap dibatasi oleh batas buang air besar dan efek dispersi plasma yang agak rendah. Meskipun silikon memiliki indeks bias yang relatif tinggi, ia dapat mempersingkat panjang gelombang di dalam pandu gelombang silikon sebanding dengan skala ฮป / n, menjadi sekitar 400-600 nm. Pengurangan lebih lanjut dalam ukuran perangkat membutuhkan penggunaan polariton permukaan, yang mengikat gelombang pada antarmuka antara logam dan dielektrik. Distribusi cahaya yang sangat kuat dari pandu gelombang logam-isolator-logam (MIM) telah menunjukkan kemampuan modulator plasmon frekuensi ultra-kompak dan frekuensi tinggi. Namun, struktur dan perangkat plasmonik sangat kecil dan hanya dapat membawa informasi dalam jarak yang sangat singkat. Oleh karena itu, untuk jaringan optik nyata, perlu menggunakan interaksi pandu gelombang dielektrik plasma hibrida, yang meningkatkan kompleksitas desain dan pembuatan.
Struktur modulator
(a) - Diagram 3D modulator;
(B) adalah mikrograf warna dari modulator elektron pemindaian. Gambar menunjukkan wilayah diperbesar kapasitor MOS (semikonduktor oksida logam);
(C) gambar optik dari modulator.Diagram (a) menunjukkan pelat nano silikon polikarbonat silikon 1-D indium-tin oxide. Perangkat ini terdiri dari kapasitor MOS yang tertanam di tengah rongga nano pada pandu gelombang silikon setengah-gelombang, yang terletak di pangkalan SOI (silikon pada isolator) dengan lebar 500 nm dan 250 nm. Sepasang skrup difraksi terintegrasi untuk membuang kotoran di serat optik. Pelat polikarbonat menetapkan batas litografi berkas elektron dan etsa ion reaktif. Dua segmen cermin kristal fotonik terletak di lempengan nano. Ukuran lubang udara mengecil secara kuadrat dari pusat piring ke tepi dua segmen cermin. Masing-masing dari mereka memiliki 12 lubang seperti itu. Faktor pengisian berkurang dari 0,23 di pusat menjadi 0,1 di tepinya. Koefisien ini dinyatakan oleh rumus
f = A / pw , di mana
A adalah wilayah lubang udara,
p adalah celah antara lubang,
w adalah lebar pandu gelombang. Agar modulator bekerja di dalam pandu gelombang telekomunikasi, p adalah 340 nm. Di tengah piring, sebuah film ITO / SiO2 / Si menciptakan kapasitor MOS, gambar bagiannya disajikan di bawah ini:
Jika Anda ingin berkenalan dengan detail mengenai modulator ini, Anda dapat mengikuti
tautan ke laporan kepengarangan pembuatnya .
EpilogTeknologi sedang berkembang dan meningkat. Dan proses ini tidak selalu dikaitkan dengan peningkatan efisiensi atau kekuatan mereka secara eksklusif. Saat ini, perkembangan umat manusia semakin memperhatikan thumbnail dari perangkat yang ada. Tugas utama dalam proses ini adalah untuk menjaga efisiensi energi dan produktivitas perangkat atau bahkan meningkatkan indikator ini sekaligus mengurangi ukuran sebenarnya.
Mini-modulator yang dibuat adalah contoh nyata tentang cara menguranginya. Ini telah menjadi 10 kali lebih kecil dari pendahulunya dan, pada saat yang sama, 100 kali lebih hemat energi. Karakteristik seperti itu akan sangat menarik bagi para peneliti superkomputer yang membutuhkan kinerja maksimum dengan biaya minimal. Di pagi hari, kita dapat mengatakan bahwa siapa yang tidak ingin membuat superkomputer yang dapat menjawab pertanyaan apa pun yang bekerja dengan jari baterai, seperti remote control TV.
Terima kasih telah tinggal bersama kami. Apakah Anda suka artikel kami? Ingin melihat materi yang lebih menarik? Dukung kami dengan melakukan pemesanan atau merekomendasikannya kepada teman-teman Anda,
diskon 30% untuk pengguna Habr pada analog unik dari server entry-level yang kami buat untuk Anda: Seluruh kebenaran tentang VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps dari $ 20 atau bagaimana membagi server? (pilihan tersedia dengan RAID1 dan RAID10, hingga 24 core dan hingga 40GB DDR4 RAM).
Dell R730xd 2 kali lebih murah? Hanya kami yang memiliki
2 x Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 TV dari $ 249 di Belanda dan Amerika Serikat! Baca tentang
Cara Membangun Infrastruktur Bldg. kelas menggunakan server Dell R730xd E5-2650 v4 seharga 9.000 euro untuk satu sen?