Riċerkaturi fl-Università tal-Istat ta 'Penn fl-Istati Uniti qalu li dalwaqt, il-fibra tal-qalba tas-semikondutturi nnifisha tista' tkun kapaċi twettaq konverżjoni għalja "elettrika-ottika-elettrika" mingħajr ma toqgħod fuq il-konvertituri elettriku-ottiku (elettronika-ottika), u għaljin ottiċi- konvertituri elettroniċi fit-tarf riċevitur.

Din l-invenzjoni l-ġdida hija li tgħaqqad qalba waħda tas-silikon kristall f'kapillari tal-ħġieġ b'dijametru ta 'ġewwa ta' 1.7 mikron, u tissolidifika u tissiġilla fiż-żewġt itruf biex tifforma silikon kristall wieħed, u b'hekk tgħaqqad ġermanju tas-silikon kristall wieħed irħas u silikon kristall wieħed fiż-żewġt itruf. .Din ir-riċerka twettqet b'mod konġunt mill-professuri Venkatraman Gopalan u John Badding fid-Dipartiment tax-Xjenza u l-Inġinerija tal-Materjali fl-Università tal-Istat ta 'Penn, u l-istudent tad-dottorat Xiaoyu Ji.

Inkorpora qalba tas-silikon amorfu f'kapillari tal-ħġieġ b'dijametru ta 'ġewwa ta' 1.7 mikron

Il-fibra ottika sempliċi użata llum tista 'tagħti biss fotoni tul tubu tal-ħġieġ miksi b'kisja ta' polimeru artab.L-aħjar sinjal jinżamm fil-fibra ottika billi jirrifletti mill-ħġieġ għall-polimeru, għalhekk kważi ma jkun hemm l-ebda telf ta 'sinjal matul it-trasmissjoni fuq distanza twila.Sfortunatament, id-data kollha trażmessa mill-kompjuter teħtieġ l-użu ta 'moduli ta' konverżjoni elettro-ottika għaljin fit-tarf tat-trasmissjoni.

Bl-istess mod, ir-riċevitur huwa kompjuter li jeħtieġ konvertituri fotoelettriċi għaljin fit-tarf li jirċievi.Sabiex issaħħaħ is-sinjal, id-distanza ultra-twila bejn bliet differenti teħtieġ "ripetitur" biex iwettaq konverżjoni ottika-elettrika aktar sensittiva, imbagħad amplifika l-elettroni, u mbagħad tgħaddi minn konvertitur super elettro-ottiku biex tħalli s-sinjal ottiku jgħaddi għal dak li jmiss Ir-relay finalment jasal fid-destinazzjoni tiegħu.

Riċerkaturi fl-Università ta 'Penn State jittamaw li jiżviluppaw fibri ottiċi mimlija b'semikondutturi intelliġenti, li jagħtuhom il-kapaċità li jwettqu konverżjoni elettrika-ottika-elettrika waħedhom.Fil-preżent, it-tim ta 'riċerka għadu ma laħaqx l-għan tiegħu, iżda għaqqad b'suċċess il-materjali kollha meħtieġa fil-fibra ottika semikonduttur tiegħu u wera li jista' jittrasmetti fotoni u elettroni fl-istess ħin.Sussegwentement, jeħtieġ li jfasslu silikon kristall wieħed fuq iż-żewġt itruf tal-fibra ottika biex iwettqu l-konverżjoni ottika-elettrika u elettrika-ottika meħtieġa f'ħin reali.

Badding wera l-fattibbiltà tal-użu ta 'fibri mimlija bis-silikon fl-2006, u Ji mbagħad uża lejżers biex jgħaqqad il-ġermanju tas-silikon ta' kristall wieħed ta 'purità għolja ma' kapillari tal-ħġieġ fir-riċerka tat-teżi tad-dottorat tiegħu.Ir-riżultat huwa siġill monosilicon intelliġenti li huwa 2,000 darba itwal, li jikkonverti l-prototip oriġinali ta 'effiċjenza għolja ta' Badding f'materjal kummerċjalment vijabbli.

Xiaoyu Ji, kandidat għall-PhD fid-Dipartiment tax-Xjenza tal-Materjali fl-Università tal-Istat ta’ Penn, iwettaq testijiet tal-kristallizzazzjoni fil-Laboratorju Nazzjonali ta’ Argonne

Din il-qalba tas-silikon tal-kristall wieħed ultra-żgħar tippermetti wkoll lil Ji juża skaner tal-lejżer biex jiddewweb u jirfina l-istruttura tal-kristall fiċ-ċentru tal-qalba tal-ħġieġ f'temperatura ta '750-900 grad Fahrenheit, u b'hekk tevita l-kontaminazzjoni tas-silikon tal-ħġieġ.

Għalhekk, ħadet aktar minn 10 snin mill-ewwel tentattiv ta 'Badding biex tgħaqqad semikondutturi intelliġenti u fibri ottiċi sempliċi mal-istess fibra ottika-elettrika.

Sussegwentement, ir-riċerkaturi se jibdew jottimizzaw (sabiex jagħmlu l-fibra intelliġenti tilħaq il-veloċità tat-trasmissjoni u l-kwalità komparabbli mal-fibra sempliċi), u jfasslu l-ġermanju tas-silikon għal applikazzjonijiet prattiċi, inklużi endoskopji, immaġini u lejżers tal-fibra.