Små ledninger et skridt i retning af fotonisk chip

(PhysOrg.com) - Australske forskere har konstrueret en af ​​verdens mindste nanotråde nogensinde til den næste generation af telekommunikationsteknologi, bringe dem et skridt tættere på optikkens hellige gral - oprettelsen af ​​en 'fotonisk chip', som ville føre til en hurtigere, mere bæredygtigt internet.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Nano bogstaver , forskere fra Swinburne University of Technology og Australian National University, beskrive hvordan de fremstillede en lille nanotråd, som er 1000 gange tyndere end et menneskehår, i en særlig glasart kaldet chalcogenid.

Ifølge hovedforfatter og Swinburne ph.d. -kandidat Elisa Nicoletti, dette er et vigtigt skridt i retning af realiseringen af ​​den fotoniske chip - det primære mål for Center for Ultrahøj båndbreddeudstyr til optiske systemer (CUDOS), et landsdækkende samarbejdsprojekt med seks universiteter og over 130 forskere. Det nye resultat viser betydningen af ​​det forskningssamarbejde, der er muliggjort af ARC Center of Excellence -ordningen.

Består af utallige kilometer optisk fiberkabel, Internettet er forbundet med elektroniske routere. Imidlertid, disse routere arbejder med meget lavere hastigheder end de optiske kabler, hvilket bremser systemet. Den fotoniske chip ville løse dette problem, driver ultrahurtige telekommunikationsnetværk, der overfører information med lysets hastighed.

Men forskerne er der ikke endnu. Realiseringen af ​​chippen afhænger af en række faktorer, herunder fremstilling af ekstremt små materialer og forskernes evne til at udnytte en unik optisk egenskab kendt som 'ikke-lineær effekt'.

Det er her det australske holds bittesmå nye nanotråde kommer i spil.

“For at gøre chippen lille, hver komponent skal være ekstremt lille, ”Sagde Nicoletti. "Så vi forsøger altid at skubbe den lidt længere for at gøre vores nanostrukturer så små som muligt."

Indtil nu, forskere har kun været i stand til at lave nanotråde af denne størrelse i polymerer, som ikke har de samme unikke egenskaber som chalcogenidglas.

Chalcogenid udviser ikke-linearitet, hvilket betyder, at dens optiske densitet ændres i henhold til den påførte lysintensitet.

“Hvis du pumper lys med høj densitet ind i en optisk fiber fremstillet af ikke-lineært materiale, du kan faktisk ændre dens egenskaber, og derfor ændre måden, hvorpå andet lys bevæger sig langs det, ”Sagde Nicoletti

Det er denne kombination af bittesmå materialer og ikke-linearitet, hvilket har bragt forskerne et skridt tættere på deres endelige mål.

Ifølge professor Min Gu, der er direktør for Swinburne's Center for Micro-Photonics og leder Swinburne-armen i CUDOS, gruppens succes vil ikke kun skabe et meget hurtigere internet, det vil også føre til en mere bæredygtig.

”Det er der ikke mange, der er klar over, men internettet er en stor energiforbruger. Det forventes, at det i det næste årti vil tælle for halvdelen af ​​verdens energiforbrug, Sagde han. "Så at gøre det mere effektivt vil gøre en kæmpe forskel for vores CO2 -fodaftryk."