შეერთებული შტატების პენის შტატის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა განაცხადეს, რომ მალე ნახევარგამტარული ბირთვის ბოჭკო თავად შეძლებს განახორციელოს ძვირადღირებული „ელექტრო-ოპტიკურ-ელექტრული“ კონვერტაცია ელექტრო-ოპტიკურ (ელექტრონულ-ოპტიკურ) გადამყვანებზე და ძვირადღირებულ ოპტიკურ კონვერტორებზე დაყრდნობის გარეშე. ელექტრონული გადამყვანები მიმღებ ბოლოს.

ეს ახალი გამოგონება აერთიანებს ერთი ბროლის სილიკონის ბირთვს შუშის კაპილარში შიდა დიამეტრით 1,7 მიკრონი, და გამაგრდება და დალუქავს ორივე ბოლოში ერთკრისტალური სილიკონის წარმოქმნით, რითაც აერთიანებს იაფი ერთკრისტალური სილიციუმის გერმანიუმს და ერთკრისტალურ სილიკონს ორივე ბოლოში. .ეს კვლევა ერთობლივად ჩაატარეს პროფესორებმა ვენკატრამან გოპალანმა და ჯონ ბადინგმა პენის შტატის უნივერსიტეტის მასალების მეცნიერებისა და ინჟინერიის დეპარტამენტში და დოქტორანტმა Xiaoyu Ji-მ.

ჩართეთ ამორფული სილიკონის ბირთვი მინის კაპილარში 1.7 მიკრონი შიდა დიამეტრით.

უბრალო ოპტიკურ ბოჭკოს, რომელიც დღეს გამოიყენება, შეუძლია მხოლოდ ფოტონების გამოსხივება მინის მილის გასწვრივ, რომელიც დაფარულია რბილი პოლიმერული საფარით.საუკეთესო სიგნალი შენარჩუნებულია ოპტიკურ ბოჭკოში მინიდან პოლიმერისკენ ასახვით, ამიტომ შორ მანძილზე გადაცემისას სიგნალის დაკარგვა თითქმის არ არის.სამწუხაროდ, კომპიუტერიდან გადაცემული ყველა მონაცემი საჭიროებს ძვირადღირებული ელექტრო-ოპტიკური კონვერტაციის მოდულების გამოყენებას გადამცემის ბოლოს.

ანალოგიურად, მიმღები არის კომპიუტერი, რომელსაც სჭირდება ძვირადღირებული ფოტოელექტრული გადამყვანები მიმღებ ბოლოში.სიგნალის გასაძლიერებლად, სხვადასხვა ქალაქებს შორის ულტრა შორი მანძილი მოითხოვს "გამეორებას", რათა შეასრულოს უფრო მგრძნობიარე ოპტიკურ-ელექტრული კონვერტაცია, შემდეგ გააძლიეროს ელექტრონები და შემდეგ გაიაროს სუპერ ელექტრო-ოპტიკური გადამყვანი, რათა ოპტიკური სიგნალი მიეცეს. გადადით შემდეგზე რელე საბოლოოდ აღწევს დანიშნულების ადგილს.

პენს შტატის უნივერსიტეტის მკვლევარები იმედოვნებენ, რომ შეიმუშავებენ ოპტიკურ ბოჭკოებს, რომლებიც სავსეა ჭკვიანი ნახევარგამტარებით, რაც მათ შესაძლებლობას მისცემს განახორციელონ ელექტრო-ოპტიკურ-ელექტრული კონვერტაცია დამოუკიდებლად.ამჟამად კვლევით ჯგუფს ჯერ არ მიუღწევია დასახულ მიზანს, მაგრამ წარმატებით გააერთიანა ყველა საჭირო მასალა თავის ნახევარგამტარულ ოპტიკურ ბოჭკოში და დაამტკიცა, რომ მას შეუძლია ფოტონების და ელექტრონების ერთდროულად გადაცემა.შემდეგი, მათ სჭირდებათ ერთკრისტალური სილიციუმის ნიმუში ოპტიკური ბოჭკოს ორივე ბოლოზე, რათა განახორციელონ საჭირო ოპტიკურ-ელექტრული და ელექტრო-ოპტიკური კონვერტაცია რეალურ დროში.

ბადინგმა აჩვენა სილიკონით სავსე ბოჭკოების გამოყენების მიზანშეწონილობა 2006 წელს, ხოლო ჯიმ გამოიყენა ლაზერები მაღალი სისუფთავის ერთკრისტალური სილიკონის გერმანიუმის შერწყმა შუშის კაპილარებთან თავის სადოქტორო დისერტაციაში.შედეგი არის ჭკვიანი მონოსილიკონის ბეჭედი, რომელიც 2000-ჯერ გრძელია, რომელიც გარდაქმნის Badding-ის მაღალეფექტურ ორიგინალურ პროტოტიპს კომერციულად სიცოცხლისუნარიან მასალად.

Xiaoyu Ji, დოქტორის კანდიდატი პენს შტატის უნივერსიტეტის მასალების მეცნიერების დეპარტამენტში, ატარებს კრისტალიზაციის ტესტებს არგონის ეროვნულ ლაბორატორიაში.

ეს ულტრაპატარა ერთკრისტალური სილიკონის ბირთვი ასევე საშუალებას აძლევს Ji-ს გამოიყენოს ლაზერული სკანერი შუშის ბირთვის ცენტრში დნობისა და დახვეწის მიზნით 750-900 გრადუს ფარენჰეიტის ტემპერატურაზე, რითაც თავიდან აიცილებს მინის სილიციუმით დაბინძურებას.

მაშასადამე, 10 წელზე მეტი გავიდა ბადინგის პირველი მცდელობიდან გონიერი ნახევარგამტარებისა და მარტივი ოპტიკური ბოჭკოების ერთიდაიგივე ოპტიკურ-ელექტრული ბოჭკოების შერწყმა.

შემდეგი, მკვლევარები დაიწყებენ ოპტიმიზაციას (იმისთვის, რომ ჭკვიანმა ბოჭკმა მიაღწიოს გადაცემის სიჩქარეს და ხარისხს, რომელიც შედარებულია მარტივ ბოჭკოებთან) და სილიკონ-გერმანიუმის ფორმირებას პრაქტიკული გამოყენებისთვის, მათ შორის ენდოსკოპების, გამოსახულების და ბოჭკოვანი ლაზერების ჩათვლით.