Fangelys, der ikke hopper af sporet for hurtigere elektronik

Udskiftning af traditionelle computerchipkomponenter med lysbaserede modstykker vil i sidste ende gøre elektroniske enheder hurtigere på grund af lysets store båndbredde.

En ny beskyttende metamateriale "beklædning" forhindrer lys i at lække ud af de meget kurvede baner, det ville bevæge sig i en computerchip.

Fordi behandling af information med lys kan være mere effektiv end med elektroner, der bruges i aktuelle enheder, der er god grund til at begrænse lyset til en chip. Men lys og de oplysninger, det bærer, har en tendens til at lække og spredes ud af de små komponenter, der skal passe på en chip.

En indsats ledet af Purdue University har bygget en ny beklædning langs motorvejene til lette rejser, kaldet bølgeledere, for at forhindre informationslækager - især omkring skarpe sving, hvor lyset hopper af sporet og spreder sig. Information går derefter tabt eller blandet i stedet for at blive kommunikeret gennem en enhed. Forebyggelse af dette kunne lette integrationen af ​​fotonisk med elektriske kredsløb, øge kommunikationshastigheden og reducere strømforbruget.

"Vi vil have de oplysninger, vi sender i bølgelederen, til at bevæge sig langs stramme sving og samtidig ikke gå tabt som varme. Dette er en udfordring, "sagde Zubin Jacob, Purdue assisterende professor i el- og computerteknik.

Det, der gør bølgelederbeklædningen så unik, er anisotropi, hvilket betyder, at beklædningsdesignet gør det muligt for lys at rejse med forskellige hastigheder i forskellige retninger. Ved at kontrollere beklædningens anisotropi, forskerne forhindrede lys i at lække af sporet til andre bølgeledere, hvor "krydstale, "eller blanding, information ville forekomme. I stedet, bit af information, der bæres af lys, hopper af ved "total intern refleksion" og forbliver stærkt begrænset inden for en bølgeleder.

"Den bølgeleder, vi lavede, er en ekstrem huddybdestruktur, hvilket betyder, at enhver lækage, der sker, vil være virkelig lille, " sagde Saman Jahani, Purdue kandidat forskningsassistent i el- og computerteknik. "Denne tilgang kan bane vejen for tæt fotonisk integration på en computerchip uden at bekymre sig om lyslækage."