Постои неверојатен прогрес во последните години кон развивањето на фотонски чипови – направи кои користат светлосни зраци наместо електрони за пренос на задачи. Сега истражувачите од Институт за Технологија од Масачусетс создале клучен дел од сложувалката кое би можело да го овозможи создавањето на фотонски чипови на стандарден силиконски материјал од кои се прават денешните електронски направи.
Кај голем број од денешните комуникациски системи, податоците патуваат преку светлосни зраци транспортирани низ оптички влакна. Штом оптичкиот сигнал пристигне на својата дестинација, тој е претворен во електронска форма, процесиран низ електронски кола и повторно претворен во светлина со помош на ласер. Новата направа би можела да ги елиминира тие дополнителни чекори на електронско претварање, што би овозможило директно процесирање на светлосниот сигнал.
Новиот елемент е „диода за светло“ вели Каролин Рос, професор по наука на материјали и инженеринг од ИТМ и коавтор на написот во кој е опишана новата направа. Оваа диода е аналогна на електронска диода, направа која овозможува електрична струја да минува во една насока но не во другата; во овој случа создава еднонасочен пат за светлина наместо електрицитет.
Рос објаснува дека ова е клучно, бидејќи без таква направа залутани одрази би можеле да ги дестабилизираат ласерите кои би биле употребувани за создавање на оптичките сигнали и би ја намалиле ефикасноста на трансмисијата. Во моментов дискретна направа наречена изолатор ја врши оваа функција, но новиот систем би овозможил оваа функција да биде дел од истиот чип кој ги врши другите задачи за процесирање на сигналот.
За развивање на направата, истражувачите морале да најдат материјал кој е и проѕирен и магнетичен – две карактеристики кои ретко се појавуваат заедно. Тие на крајот употребиле форма на материјал познат како гарнет, кој обично е тежок за создавање на парчињата силикон кои се користат за микрочипови. Гарнетот е привлечен бидејќи тој пренесува светлина во една насока но различно во друга: има различен индекс на рефракција – промена на аголот на светлосниот зрак кога влегува во материјалот – во зависност на насоката на зракот.
Истражувачите успеале да постават тенок филм од гарнет врз една половина од електрично коло поврзано со канал на чипот кој спроведуваат светлина. Резултатот бил дека светлина патувала низ чипот во една насока без никакви пречки, додека светлосен зрак кој одел во спротивната насока се пренасочува во електричното коло. Рос вели дека целиот систем би можел да биде направен користејќи стандардна машинерија за производство на микрочипови.
„Ова го прави создавањето на целосно оптички чип поедноставно“ додала таа. Дизајнот на колото може да биде произведен „исто како интегрирано коло што би овозможило создавање на целосен микропроцесор. Сега можете да создадете интегрирано оптичко коло.“ Тоа би можело да овозможи полесна комерцијализација од систем кој се базира на различен материјал. „Силиконската платформа е она што е потребно бидејќи има голема инфраструктура за силиконско процесирање. Секој знае да процесира силикон. Тоа значи дека може да се започни со развивање на чипот без потреба од грижи за нов производствени техники.“
Оваа технологија би можела значително да ја подобри брзината на системите за пренос на податоци, за две пречини: Прво, светлината патува многу побрзо од електроните. Второ, додека жиците можат да носат само еден тек на електронски податоци, оптичкото процесирање овозможува повеќе светлосни зраци, носејќи посебни текови на податоци, да минат низ едно оптичко влакно или коло без пречки. „Ова би можело да биде следната генерација во поглед на брзина за комуникациски системи.“ [Important step toward computing with light]
