युनायटेड स्टेट्समधील पेन स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांनी सांगितले की, लवकरच, सेमीकंडक्टर कोर फायबर स्वतःच इलेक्ट्रिक-ऑप्टिकल (इलेक्ट्रॉनिक-ऑप्टिकल) कन्व्हर्टरवर अवलंबून न राहता महाग "इलेक्ट्रिकल-ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल" रूपांतरण करण्यास सक्षम असेल आणि महाग ऑप्टिकल- इलेक्ट्रॉनिक कन्व्हर्टर्स प्राप्त शेवटी.

हा नवीन शोध म्हणजे 1.7 मायक्रॉनच्या आतील व्यास असलेल्या काचेच्या केशिकामध्ये एकच क्रिस्टल सिलिकॉन कोर एकत्र करणे आणि दोन्ही टोकांना एकल क्रिस्टल सिलिकॉन तयार करण्यासाठी घट्ट करणे आणि सील करणे, त्याद्वारे स्वस्त सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन जर्मेनियम आणि सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन दोन्ही टोकांना एकत्र करणे. .हे संशोधन पेन स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या मटेरियल सायन्स अँड इंजिनीअरिंग विभागातील प्राध्यापक वेंकटरामन गोपालन आणि जॉन बॅडिंग आणि डॉक्टरेटचे विद्यार्थी शिओयु जी यांनी संयुक्तपणे केले आहे.

1.7 मायक्रॉनच्या आतील व्यासासह काचेच्या केशिकामध्ये एक आकारहीन सिलिकॉन कोर समाविष्ट करा

आज वापरला जाणारा साधा ऑप्टिकल फायबर मऊ पॉलिमर लेपने झाकलेल्या काचेच्या नळीच्या बाजूने फक्त फोटॉन उत्सर्जित करू शकतो.काचेपासून पॉलिमरपर्यंत परावर्तित करून ऑप्टिकल फायबरमध्ये सर्वोत्तम सिग्नल टिकवून ठेवला जातो, त्यामुळे लांब-अंतराच्या प्रसारणादरम्यान सिग्नलचे जवळजवळ कोणतेही नुकसान होत नाही.दुर्दैवाने, संगणकावरून प्रसारित केलेल्या सर्व डेटासाठी ट्रान्समिटिंगच्या शेवटी महाग इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल रूपांतरण मॉड्यूल वापरणे आवश्यक आहे.

त्याचप्रमाणे, रिसीव्हर हा एक संगणक आहे ज्याला प्राप्तीच्या शेवटी महाग फोटोइलेक्ट्रिक कन्व्हर्टरची आवश्यकता असते.सिग्नल मजबूत करण्यासाठी, वेगवेगळ्या शहरांमधील अति-लांब अंतरासाठी अधिक संवेदनशील ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल रूपांतरण करण्यासाठी "रिपीटर" आवश्यक आहे, नंतर इलेक्ट्रॉन वाढवा आणि नंतर ऑप्टिकल सिग्नल देण्यासाठी सुपर इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल कन्व्हर्टरमधून जा. पुढील एकाकडे जा रिले शेवटी त्याच्या गंतव्यस्थानावर पोहोचते.

पेन स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या संशोधकांना आशा आहे की स्मार्ट सेमीकंडक्टरने भरलेले ऑप्टिकल फायबर विकसित केले जातील, ज्यामुळे त्यांना स्वतःहून इलेक्ट्रिकल-ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल रूपांतरण करण्याची क्षमता मिळेल.सध्या, संशोधन संघ अद्याप आपले ध्येय गाठू शकलेले नाही, परंतु त्याच्या अर्धसंवाहक ऑप्टिकल फायबरमध्ये सर्व आवश्यक साहित्य यशस्वीरित्या एकत्र केले आहे आणि हे सिद्ध केले आहे की ते एकाच वेळी फोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन प्रसारित करू शकतात.पुढे, रीअल टाइममध्ये आवश्यक ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल आणि इलेक्ट्रिक-ऑप्टिकल रूपांतरण करण्यासाठी त्यांना ऑप्टिकल फायबरच्या दोन्ही टोकांवर सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉनची रचना करणे आवश्यक आहे.

बॅडिंगने 2006 मध्ये सिलिकॉनने भरलेले तंतू वापरण्याची व्यवहार्यता दाखवून दिली आणि त्यानंतर जी यांनी त्यांच्या डॉक्टरेट प्रबंध संशोधनात उच्च-शुद्धता सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन जर्मेनियम काचेच्या केशिकांसह एकत्रित करण्यासाठी लेसरचा वापर केला.परिणाम म्हणजे स्मार्ट मोनोसिलिकॉन सील जो 2,000 पट लांब आहे, जो बॅडिंगच्या उच्च-कार्यक्षमतेच्या मूळ प्रोटोटाइपला व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य सामग्रीमध्ये रूपांतरित करतो.

Xiaoyu जी, पेन स्टेट युनिव्हर्सिटीच्या मटेरियल सायन्स विभागातील पीएचडी उमेदवार, अर्गोन राष्ट्रीय प्रयोगशाळेत क्रिस्टलायझेशन चाचण्या घेतात

हा अल्ट्रा-स्मॉल सिंगल क्रिस्टल सिलिकॉन कोर 750-900 डिग्री फॅरेनहाइट तापमानात काचेच्या कोरच्या मध्यभागी क्रिस्टल रचना वितळण्यासाठी आणि परिष्कृत करण्यासाठी लेसर स्कॅनर वापरण्याची परवानगी देतो, ज्यामुळे काचेचे सिलिकॉन दूषित होणे टाळले जाते.

त्यामुळे, स्मार्ट सेमीकंडक्टर आणि साधे ऑप्टिकल फायबर एकाच ऑप्टिकल-इलेक्ट्रिकल फायबरसह एकत्रित करण्याच्या बॅडिंगच्या पहिल्या प्रयत्नापासून 10 वर्षांहून अधिक काळ लागला आहे.

पुढे, संशोधक ऑप्टिमाइझ करणे सुरू करतील (स्मार्ट फायबर ट्रान्समिशन गती आणि गुणवत्ता साध्या फायबरशी तुलना करता येण्यासाठी) आणि एंडोस्कोप, इमेजिंग आणि फायबर लेसरसह व्यावहारिक अनुप्रयोगांसाठी सिलिकॉन जर्मेनियमचा नमुना तयार करतील.