Америка Құрама Штаттарының Пенн Стейт университетінің зерттеушілері жақын арада жартылай өткізгішті талшықтың өзі электрлік-оптикалық (электрондық-оптикалық) түрлендіргіштерге және қымбат оптикалық-оптикалық түрлендіргіштерге сүйенбестен қымбат «электрлік-оптикалық-электрлік» түрлендіруді орындай алатынын айтты. қабылдау жағындағы электрондық түрлендіргіштер.

Бұл жаңа өнертабыс бір кристалды кремний өзегін ішкі диаметрі 1,7 микрон шыны капиллярға біріктіру және бір кристалды кремнийді қалыптастыру үшін екі ұшын қатайту және тығыздау, осылайша екі жағында арзанырақ бір кристалды кремний германий мен монокристалды кремнийді біріктіру болып табылады. .Бұл зерттеуді Пенн Стейт университетінің материалтану және инженерия кафедрасының профессорлары Венкатраман Гопалан мен Джон Баддинг және докторант Сяоюй Цзи бірлесіп жүргізді.

Ішкі диаметрі 1,7 мкм шыны капиллярға аморфты кремний өзегін қосыңыз

Бүгінгі таңда қолданылатын қарапайым оптикалық талшық жұмсақ полимерлі жабынмен жабылған шыны түтік бойымен фотонды ғана шығара алады.Ең жақсы сигнал оптикалық талшықта шыныдан полимерге шағылысу арқылы сақталады, сондықтан алыс қашықтыққа беру кезінде сигнал жоғалуы дерлік болмайды.Өкінішке орай, компьютерден жіберілетін барлық деректер таратудың соңында қымбат электро-оптикалық түрлендіру модульдерін пайдалануды талап етеді.

Сол сияқты, қабылдағыш - қабылдау жағында қымбат фотоэлектрлік түрлендіргіштерді қажет ететін компьютер.Сигналды күшейту үшін әртүрлі қалалар арасындағы ультра ұзақ қашықтық сезімталырақ оптикалық-электрлік түрлендіруді орындау үшін «қайталағышты» қажет етеді, содан кейін электрондарды күшейтеді, содан кейін оптикалық сигналды беру үшін супер электро-оптикалық түрлендіргіш арқылы өтеді. келесіге өту Эстафета ақыры межелі жерге жетеді.

Пенн Стейт университетінің зерттеушілері ақылды жартылай өткізгіштермен толтырылған оптикалық талшықтарды әзірлеуге үміттенеді, бұл оларға электрлік-оптикалық-электрлік түрлендіруді өз бетімен орындауға мүмкіндік береді.Қазіргі уақытта зерттеу тобы мақсатына әлі жеткен жоқ, бірақ жартылай өткізгіш оптикалық талшықтағы барлық қажетті материалдарды сәтті біріктіріп, фотондар мен электрондарды бір уақытта өткізе алатынын дәлелдеді.Содан кейін олар нақты уақытта қажетті оптикалық-электрлік және электрлік-оптикалық түрлендіруді орындау үшін оптикалық талшықтың екі ұшына монокристалды кремнийді үлгілеуі керек.

Баддинг 2006 жылы кремний толтырылған талшықтарды қолданудың орындылығын көрсетті, содан кейін Джи өзінің докторлық диссертациясында жоғары тазалықтағы монокристалды кремний германийін шыны капиллярлармен біріктіру үшін лазерлерді қолданды.Нәтиже - 2000 есе ұзағырақ, Badding компаниясының жоғары тиімді түпнұсқа прототипін коммерциялық тұрғыдан жарамды материалға айналдыратын ақылды монокремний тығыздағыш.

Сяоюй Цзи, Пенн Стейт университетінің материалтану бөлімінің PhD кандидаты, Аргонна ұлттық зертханасында кристалдану сынақтарын жүргізеді.

Бұл өте кішкентай монокристалды кремний өзегі Джиге 750-900 градус Фаренгейт температурасында шыны өзегінің ортасында орналасқан кристалдық құрылымды балқыту және тазарту үшін лазерлік сканерді пайдалануға мүмкіндік береді, осылайша әйнектің кремниймен ластануын болдырмайды.

Сондықтан Баддингтің ақылды жартылай өткізгіштер мен қарапайым оптикалық талшықтарды бірдей оптикалық-электрлік талшықпен біріктіру әрекетінен бастап 10 жылдан астам уақыт қажет болды.

Содан кейін зерттеушілер оңтайландыруды бастайды (ақылды талшықты беру жылдамдығы мен сапасын қарапайым талшықпен салыстыруға мүмкіндік беру үшін) және эндоскоптарды, бейнелеуді және талшықты лазерлерді қоса, практикалық қолдану үшін кремний германийін үлгілейді.