संयुक्त राज्य अमेरिका में पेन स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं ने कहा कि जल्द ही, सेमीकंडक्टर कोर फाइबर स्वयं इलेक्ट्रिक-ऑप्टिकल (इलेक्ट्रॉनिक-ऑप्टिकल) कन्वर्टर्स और महंगे ऑप्टिकल- पर भरोसा किए बिना महंगा "इलेक्ट्रिकल-ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल" रूपांतरण करने में सक्षम हो सकता है। प्राप्तकर्ता छोर पर इलेक्ट्रॉनिक कन्वर्टर्स।

यह नया आविष्कार 1.7 माइक्रोन के आंतरिक व्यास के साथ एक ग्लास केशिका में एक एकल क्रिस्टल सिलिकॉन कोर को संयोजित करना है, और एकल क्रिस्टल सिलिकॉन बनाने के लिए दोनों सिरों पर जमना और सील करना है, जिससे दोनों सिरों पर सस्ते एकल क्रिस्टल सिलिकॉन जर्मेनियम और एकल क्रिस्टल सिलिकॉन का संयोजन होता है। .यह शोध पेन स्टेट यूनिवर्सिटी में सामग्री विज्ञान और इंजीनियरिंग विभाग में प्रोफेसर वेंकटरमन गोपालन और जॉन बैडिंग और डॉक्टरेट छात्र शियाओयू जी द्वारा संयुक्त रूप से आयोजित किया गया था।

1.7 माइक्रोन के आंतरिक व्यास के साथ एक ग्लास केशिका में एक अनाकार सिलिकॉन कोर शामिल करें

आज उपयोग किया जाने वाला सरल ऑप्टिकल फाइबर केवल नरम पॉलिमर कोटिंग से ढके ग्लास ट्यूब के साथ फोटॉन उत्सर्जित कर सकता है।सबसे अच्छा सिग्नल ग्लास से पॉलिमर तक परावर्तित होकर ऑप्टिकल फाइबर में बरकरार रहता है, इसलिए लंबी दूरी के ट्रांसमिशन के दौरान लगभग कोई सिग्नल हानि नहीं होती है।दुर्भाग्य से, कंप्यूटर से प्रेषित सभी डेटा को ट्रांसमिटिंग छोर पर महंगे इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण मॉड्यूल के उपयोग की आवश्यकता होती है।

इसी प्रकार, रिसीवर एक कंप्यूटर है जिसे प्राप्त करने वाले छोर पर महंगे फोटोइलेक्ट्रिक कन्वर्टर्स की आवश्यकता होती है।सिग्नल को मजबूत करने के लिए, विभिन्न शहरों के बीच अल्ट्रा-लंबी दूरी के लिए अधिक संवेदनशील ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल रूपांतरण करने के लिए "पुनरावर्तक" की आवश्यकता होती है, फिर इलेक्ट्रॉनों को बढ़ाना, और फिर ऑप्टिकल सिग्नल को जाने के लिए एक सुपर इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल कनवर्टर से गुजरना पड़ता है अगले रिले के लिए आगे बढ़ें रिले अंततः अपने गंतव्य तक पहुंचती है।

पेन स्टेट यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं को स्मार्ट सेमीकंडक्टर्स से भरे ऑप्टिकल फाइबर विकसित करने की उम्मीद है, जो उन्हें अपने दम पर इलेक्ट्रिकल-ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल रूपांतरण करने की क्षमता प्रदान करेगा।फिलहाल, अनुसंधान टीम अभी तक अपने लक्ष्य तक नहीं पहुंची है, लेकिन उसने अपने सेमीकंडक्टर ऑप्टिकल फाइबर में सभी आवश्यक सामग्रियों को सफलतापूर्वक जोड़ दिया है और साबित कर दिया है कि यह एक ही समय में फोटॉन और इलेक्ट्रॉनों को संचारित कर सकता है।इसके बाद, उन्हें वास्तविक समय में आवश्यक ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल और इलेक्ट्रिक-ऑप्टिकल रूपांतरण करने के लिए ऑप्टिकल फाइबर के दोनों सिरों पर सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन का पैटर्न बनाना होगा।

बैडिंग ने 2006 में सिलिकॉन से भरे फाइबर का उपयोग करने की व्यवहार्यता का प्रदर्शन किया, और फिर जी ने अपने डॉक्टरेट थीसिस अनुसंधान में ग्लास केशिकाओं के साथ उच्च शुद्धता वाले एकल क्रिस्टल सिलिकॉन जर्मेनियम को संयोजित करने के लिए लेजर का उपयोग किया।परिणाम एक स्मार्ट मोनोसिलिकॉन सील है जो 2,000 गुना लंबी है, जो बैडिंग के उच्च दक्षता वाले मूल प्रोटोटाइप को व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य सामग्री में परिवर्तित करती है।

पेन स्टेट यूनिवर्सिटी में सामग्री विज्ञान विभाग में पीएचडी उम्मीदवार शियाओयू जी, आर्गन नेशनल लेबोरेटरी में क्रिस्टलीकरण परीक्षण करते हैं

यह अल्ट्रा-स्मॉल सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन कोर जी को 750-900 डिग्री फ़ारेनहाइट के तापमान पर ग्लास कोर के केंद्र में क्रिस्टल संरचना को पिघलाने और परिष्कृत करने के लिए एक लेजर स्कैनर का उपयोग करने की अनुमति देता है, जिससे ग्लास के सिलिकॉन संदूषण से बचा जा सकता है।

इसलिए, स्मार्ट सेमीकंडक्टर्स और सरल ऑप्टिकल फाइबर को एक ही ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल फाइबर के साथ संयोजित करने में बैडिंग के पहले प्रयास से 10 साल से अधिक समय लग गया है।

इसके बाद, शोधकर्ता अनुकूलन करना शुरू कर देंगे (स्मार्ट फाइबर को साधारण फाइबर की तुलना में ट्रांसमिशन गति और गुणवत्ता तक पहुंचाने के लिए), और एंडोस्कोप, इमेजिंग और फाइबर लेजर सहित व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए सिलिकॉन जर्मेनियम का पैटर्न तैयार करेंगे।