Fuerscher vun der Penn State University an den USA soten datt geschwënn d'Halbleiter Kärfaser selwer fäeg ass deier "elektresch-optesch-elektresch" Konversioun auszeféieren ouni op d'elektresch-optesch (elektronesch-optesch) Konverter ze vertrauen, an deier optesch- elektronesch Konverter um Empfangsend.

Dës nei Erfindung ass eng eenzeg Kristallsilisiumkär an enger Glaskapillär mat engem bannenzegen Duerchmiesser vun 1,7 Mikron ze kombinéieren, an op béide Enden ze solidiséieren an ze versiegelen fir eenzel Kristall Silizium ze bilden, doduerch méi bëlleg Eenkristall Silizium Germanium an Eenkristall Silizium op béide Enden ze kombinéieren. .Dës Fuerschung gouf zesumme vu Proffen Venkatraman Gopalan a John Badding am Departement vun Materialwëssenschaften an Ingenieuren op der Penn State University, an Doktorand Xiaoyu Ji gemaach.

Integréiert en amorphem Siliziumkär an enger Glaskapillar mat engem banneschten Duerchmiesser vun 1,7 Mikron

Déi einfach optesch Faser, déi haut benotzt gëtt, kann nëmme Photonen laanscht e Glasröhr emittéieren, deen mat enger mëller Polymerbeschichtung bedeckt ass.Dat bescht Signal gëtt an der optescher Faser behalen andeems se vum Glas op de Polymer reflektéieren, sou datt et bal kee Signalverloscht während der laanger Distanztransmissioun gëtt.Leider erfuerdert all Daten, déi vum Computer iwwerdroe ginn, d'Benotzung vun deiere elektro-opteschen Konversiounsmoduler um Enn vun der Sendung.

Ähnlech ass den Empfänger e Computer deen deier photoelektresch Konverter um Empfangsend erfuerdert.Fir d'Signal ze stäerken, erfuerdert déi ultra-laang Distanz tëscht verschiddene Stied e "Repeater" fir eng méi sensibel optesch-elektresch Konversioun auszeféieren, dann d'Elektronen ze verstäerken, an dann duerch e super elektro-opteschen Konverter passéieren fir den opteschen Signal ze loossen op déi nächst passéieren De Relais erreecht endlech seng Destinatioun.

D'Fuerscher vun der Penn State University hoffen optesch Faseren ze entwéckelen, déi mat intelligenten Hallefleitungen gefëllt sinn, wat hinnen d'Fäegkeet gëtt fir eleng elektresch-optesch-elektresch Konversioun ze maachen.Am Moment huet d'Fuerschungsteam säin Zil nach net erreecht, awer huet all déi erfuerderlech Materialien a senger Halbleiteroptescher Faser erfollegräich kombinéiert a bewisen datt et Photonen an Elektronen zur selwechter Zäit iwwerdroe kann.Als nächst musse se eenzel Kristallsilisium op béide Enden vun der optescher Faser Musteren fir déi néideg optesch-elektresch an elektresch-optesch Konversioun an Echtzäit auszeféieren.

Badding huet d'Machbarkeet bewisen fir Silizium-gefëllte Faseren am Joer 2006 ze benotzen, an de Ji huet dunn Laser benotzt fir héich Puritéit Eenkristall Silizium-Germanium mat Glaskapillaren a senger Doktoratsfuerschung ze kombinéieren.D'Resultat ass e Smart Monosilicon-Dichtung deen 2.000 Mol méi laang ass, wat dem Badding säin héicheffizienten originelle Prototyp an e kommerziell liewensfäeg Material konvertéiert.

Xiaoyu Ji, e PhD Kandidat am Departement fir Materialwëssenschaften op der Penn State University, féiert Kristalliséierungstester am Argonne National Laboratory

Dësen ultra-klengen eenzegen Kristallsiliconkär erlaabt de Ji och e Laser Scanner ze benotzen fir d'Kristallstruktur am Zentrum vum Glaskär bei enger Temperatur vu 750-900 Grad Fahrenheit ze schmëlzen an ze verfeineren, doduerch Siliziumkontaminatioun vum Glas ze vermeiden.

Dofir huet et méi wéi 10 Joer vum Badding säin éischte Versuch gedauert fir intelligent Halbleiteren an einfache optesch Faseren mat der selwechter optesch-elektrescher Faser ze kombinéieren.

Als nächst wäerte d'Fuerscher ufänken ze optimiséieren (fir d'Smartfaser d'Transmissiounsgeschwindegkeet an d'Qualitéit vergläichbar mat der einfacher Faser z'erreechen), an d'Silicium-Germanium fir praktesch Uwendungen, dorënner Endoskopen, Imaging a Glasfaserlaser, ze schreiwen.