Yhdysvaltalaisen Penn State Universityn tutkijat sanoivat, että puolijohdeydinkuitu itse saattaa pian kyetä suorittamaan kalliita "sähkö-optisia-sähköisiä" muunnoksia ilman sähkö-optisia (elektroni-optisia) muuntimia ja kalliita optisia muuntimia. elektroniset muuntimet vastaanottopäässä.

Tämä uusi keksintö on yhdistää yksikiteinen piiydin lasikapillaariin, jonka sisähalkaisija on 1,7 mikronia, ja kiinteyttää ja sulkea molemmista päistä yksikiteisen piin muodostamiseksi, jolloin yhdistetään halvempi yksikidepii germanium ja yksikidepii molemmissa päissä. .Tämän tutkimuksen suorittivat yhdessä Penn State Universityn materiaalitieteen ja tekniikan laitoksen professorit Venkatraman Gopalan ja John Badding sekä tohtoriopiskelija Xiaoyu Ji.

Sisällytä amorfinen piiydin lasikapillaariin, jonka sisähalkaisija on 1,7 mikronia

Nykyään käytetty yksinkertainen valokuitu voi lähettää fotoneja vain pehmeällä polymeeripinnoitteella päällystettyä lasiputkea pitkin.Paras signaali säilyy optisessa kuidussa heijastumalla lasista polymeeriin, joten signaalihäviötä ei juurikaan tapahdu pitkän matkan lähetyksen aikana.Valitettavasti kaikki tietokoneelta lähetettävä data vaatii kalliiden sähköoptisten muunnosmoduulien käyttöä lähetyspäässä.

Vastaanotin on myös tietokone, joka vaatii kalliita valosähköisiä muuntimia vastaanottopäähän.Signaalin vahvistamiseksi erittäin pitkä etäisyys eri kaupunkien välillä vaatii "toistimen", joka suorittaa herkemmän optis-sähkömuunnoksen, vahvistaa sitten elektroneja ja kulkee sitten supersähköoptisen muuntimen läpi päästääkseen optisen signaalin siirry seuraavaan Rele saavuttaa vihdoin määränpäänsä.

Penn State Universityn tutkijat toivovat voivansa kehittää älykkäillä puolijohteilla täytettyjä optisia kuituja, jotka antavat heille mahdollisuuden suorittaa sähkö-optinen-sähkömuunnoksia itse.Tällä hetkellä tutkimusryhmä ei ole vielä saavuttanut tavoitettaan, mutta on onnistuneesti yhdistänyt kaikki tarvittavat materiaalit puolijohdevalokuituun ja osoittanut, että se pystyy välittämään fotoneja ja elektroneja samanaikaisesti.Seuraavaksi heidän on kuvioitava yksikidepii optisen kuidun molempiin päihin suorittaakseen tarvittavan optis-sähköisen ja sähkö-optisen muuntamisen reaaliajassa.

Badding osoitti piitäytteisten kuitujen käyttökelpoisuuden vuonna 2006, ja Ji käytti sitten lasereita yhdistämään korkean puhtauden yksikiteistä piigermaniumia lasikapillaareilla väitöskirjatutkimuksessaan.Tuloksena on älykäs monopiitiiviste, joka on 2 000 kertaa pidempi ja joka muuntaa Baddingin tehokkaan alkuperäisen prototyypin kaupallisesti kannattavaksi materiaaliksi.

Xiaoyu Ji, PhD-kandidaatti Penn State Universityn materiaalitieteen laitokselta, suorittaa kiteytystestejä Argonnen kansallisessa laboratoriossa

Tämä erittäin pieni yksikidepiiydin antaa Jille mahdollisuuden käyttää laserskanneria sulattaakseen ja jalostaakseen kiderakennetta lasiytimen keskellä lämpötilassa 750-900 Fahrenheit-astetta, jolloin vältetään lasin piikontaminaation.

Siksi on kestänyt yli 10 vuotta Baddingin ensimmäisestä yrityksestä yhdistää älykkäät puolijohteet ja yksinkertaiset optiset kuidut saman optis-sähköisen kuidun kanssa.

Seuraavaksi tutkijat alkavat optimoida (jotta älykuitu saavuttaa siirtonopeuden ja -laadun, joka on verrattavissa yksinkertaiseen kuituun) ja kuvioimaan piigermaniumia käytännön sovelluksiin, mukaan lukien endoskoopit, kuvantaminen ja kuitulaserit.