Snel schakelen
Wetenschappers van de Universiteit Twente, het FOM-instituutAMOLF in Amsterdam en het Institute for Nanoscience and Cryogenics(CEA/INAC) in Grenoble hebben daarmee een zeer veelbelovendeinnovatie in optische datacommunicatie gerealiseerd. Hettoonaangevende Amerikaanse tijdschrift Applied Physics Letterspubliceerde de resultaten gisteren.
Schakelaars komen in grote getale voor in computers; ze zijncruciaal voor het manipuleren van informatie die in bits isgecodeerd. Om informatieverwerking sneller te maken, wordtwereldwijd hard gewerkt aan de realisatie van optische schakelaars.Die verwerken informatie in de vorm van lichtpulsen.
Microholtes
De snelheid van de optische schakelaars wordt beperkt door deeigenschappen van de onderliggende materialen. In modernewetenschap en technologie worden vaak halfgeleidende materialenzoals GaAs en AlAs gebruikt met kleine holtes erin. Die kunnen opeen schaal van enkele micrometers gemaakt worden (slechts éénhonderdste van de dikte van een mensenhaar). Deze ‘microholtes’kunnen geïntegreerd worden op chips, maar ze worden ook gebruikt ome-mail, internet en Tv-signalen te verzenden als optischesignalen.
Het Nederlands-Franse team zette een controle-laserpuls in, diede eigenschappen van de microholte onmiddellijk verandert(door gebruik te maken van het zogeheten elektronischeKerr-effect). Op deze manier profiteren ze van enorm snellebeweging van elektronen in halfgeleiders, die ‘dansen op de maatvan het laserlicht’. Dit maakt de schakelaar extreem snel. Deonderzoekers moesten hiervoor de kleur van de controlelaser heelnauwkeurig afstemmen, zodat er geen absorptie van licht was. Deeigenschappen van de holte worden dan alleen geschakeld bijaanwezigheid van zowel de signaal- als decontrolepulsen.
Sneller dan terahertz
De nieuwe schakelaar is een enorme stap vooruit: hij is nietbeperkt tot een bepaald soort halfgeleidend materiaal of ontwerpvan een holte én er is veel flexibiliteit wat betreft de kleur vanhet controlelicht. Met deze schakelaar zou informatie sneller dan1000 GHz verstuurd kunnen worden – enkele honderden malen snellerdan de kloksnelheid van een snelle PC.
Toekomstig onderzoek zal gericht zijn op verkleining van hetsysteem, zodat on-chip toepassingen gerealiseerd kunnen worden.Omdat computersnelheid voortdurend verhoogd wordt door parallelprocessing, belooft de nieuwe schakelaar datacommunicatie op meerdan terahertz-snelheid.
Lees hier meer over dit onderzoek:
