Navorsers aan die Penn State University in die Verenigde State het gesê dat die halfgeleierkernvesel binnekort self in staat sal wees om duur “elektries-opties-elektriese” omskakeling uit te voer sonder om op die elektries-optiese (elektronies-optiese) omsetters en duur optiese-omskakelaars staat te maak. elektroniese omsetters aan die ontvangkant.

Hierdie nuwe uitvinding is om 'n enkelkristal silikonkern in 'n glaskapillêre met 'n binnedeursnee van 1,7 mikron te kombineer, en aan albei kante te stol en te verseël om enkelkristal silikon te vorm, en sodoende goedkoper enkelkristal silikon germanium en enkelkristal silikon aan albei kante te kombineer .Hierdie navorsing is gesamentlik gedoen deur professore Venkatraman Gopalan en John Badding in die Departement Materiaalwetenskap en Ingenieurswese aan die Penn State University, en doktorale student Xiaoyu Ji.

Inkorporeer 'n amorfe silikonkern in 'n glaskapillêre met 'n binnedeursnee van 1,7 mikron

Die eenvoudige optiese vesel wat vandag gebruik word, kan slegs fotone uitstraal langs 'n glasbuis wat met 'n sagte polimeerbedekking bedek is.Die beste sein word in die optiese vesel behou deur van die glas na die polimeer te reflekteer, dus is daar byna geen seinverlies tydens die langafstandtransmissie nie.Ongelukkig vereis alle data wat vanaf die rekenaar versend word die gebruik van duur elektro-optiese omskakelingsmodules aan die oordragkant.

Net so is die ontvanger 'n rekenaar wat duur foto-elektriese omsetters aan die ontvangkant benodig.Om die sein te versterk, benodig die ultra-lang afstand tussen verskillende stede 'n "herhaler" om 'n meer sensitiewe optiese-elektriese omskakeling uit te voer, dan die elektrone te versterk en dan deur 'n super-elektro-optiese omsetter te gaan om die optiese sein te laat. slaag na die volgende een Die aflos bereik uiteindelik sy bestemming.

Navorsers aan die Penn State University hoop om optiese vesels gevul met slim halfgeleiers te ontwikkel, wat hulle die vermoë gee om elektries-opties-elektriese omskakeling op hul eie uit te voer.Tans het die navorsingspan nog nie sy doelwit bereik nie, maar het al die vereiste materiale suksesvol in sy halfgeleier optiese vesel gekombineer en bewys dat dit fotone en elektrone terselfdertyd kan oordra.Vervolgens moet hulle enkelkristal silikon aan beide kante van die optiese vesel patroon om die nodige opties-elektriese en elektries-optiese omskakeling in reële tyd uit te voer.

Badding het die haalbaarheid van die gebruik van silikongevulde vesels in 2006 gedemonstreer, en Ji het toe lasers gebruik om hoë-suiwer enkelkristal silikon germanium met glaskapillêres in sy doktorale proefskrif navorsing te kombineer.Die resultaat is 'n slim monosilikon seël wat 2 000 keer langer is, wat Badding se hoë-doeltreffendheid oorspronklike prototipe in 'n kommersieel lewensvatbare materiaal omskep.

Xiaoyu Ji, 'n PhD-kandidaat in die Departement Materiaalwetenskap aan die Penn State University, doen kristallisasietoetse by Argonne National Laboratory

Hierdie ultra-klein enkelkristal silikonkern laat Ji ook toe om 'n laserskandeerder te gebruik om die kristalstruktuur in die middel van die glaskern te smelt en te verfyn by 'n temperatuur van 750-900 grade Fahrenheit, en sodoende silikonbesoedeling van die glas te vermy.

Daarom het dit meer as 10 jaar geneem vanaf Badding se eerste poging om slim halfgeleiers en eenvoudige optiese vesels met dieselfde optiese-elektriese vesel te kombineer.

Vervolgens sal die navorsers begin om te optimaliseer (om die slimvesel die transmissiespoed en kwaliteit vergelykbaar met die eenvoudige vesel te laat bereik), en die silikongermanium vir praktiese toepassings, insluitend endoskope, beelding en vesellasers, te patroon.