အမေရိကန်ပြည်ထောင်စုရှိ Penn State တက္ကသိုလ်မှ သုတေသီများက မကြာမီတွင်၊ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အူတိုင်ဖိုက်ဘာကိုယ်တိုင်က စျေးကြီးသော လျှပ်စစ်-အလင်းပြန်မှု (Electronic-optical) converters များနှင့် စျေးကြီးသော အလင်းပြန်မှုတို့ကို မှီခိုခြင်းမရှိဘဲ စျေးကြီးသော "လျှပ်စစ်-အလင်း-လျှပ်စစ်" ပြောင်းလဲခြင်းကို လုပ်ဆောင်နိုင်လိမ့်မည်ဖြစ်ကြောင်း ပြောကြားခဲ့သည်။ လက်ခံသည့်အဆုံးတွင် အီလက်ထရွန်းနစ်ပြောင်းစက်များ။

ဤတီထွင်မှုအသစ်သည် ဖန်သားမျှင်အတွင်းပိုင်းအချင်း 1.7 မိုက်ခရိုရွန်ဖြင့် ဖန်သားမျှင်အတွင်းပိုင်းရှိ တစ်ခုတည်းသော crystal silicon core ကို ပေါင်းစပ်ကာ တစ်ခုတည်းသော crystal silicon အဖြစ်ဖြစ်လာစေရန် အစွန်းနှစ်ဖက်ကို ခိုင်မာစေပြီး တံဆိပ်ခတ်ကာ စျေးသက်သာသော single crystal silicon germanium နှင့် single crystal silicon တို့ကို ပေါင်းစပ်ထားသည်။ .ဤသုတေသနကို Penn State University မှ Materials Science and Engineering ဌာနမှ ပါမောက္ခ Venkatraman Gopalan နှင့် John Badding နှင့် ပါရဂူကျောင်းသား Xiaoyu Ji တို့ ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်ခဲ့ပါသည်။

အတွင်းအချင်း 1.7 microns ရှိသော ဖန်သားမျှင်သွေးကြောတစ်ခုတွင် amorphous silicon core ကို ပေါင်းထည့်ပါ။

ယနေ့အသုံးပြုနေသော ရိုးရှင်းသော optical fiber သည် ပျော့ပျောင်းသော ပိုလီမာအပေါ်ယံဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသော ဖန်ပြွန်တစ်လျှောက် ဖိုတွန်များကိုသာ ထုတ်လွှတ်နိုင်သည်။ဖန်သားမှ ပိုလီမာသို့ ရောင်ပြန်ဟပ်ခြင်းဖြင့် အကောင်းဆုံးအချက်ပြမှုကို optical fiber တွင် ထိန်းသိမ်းထားသောကြောင့် ခရီးဝေးထုတ်လွှင့်မှုအတွင်း အချက်ပြဆုံးရှုံးမှုမရှိသလောက်ဖြစ်သည်။ကံမကောင်းစွာဖြင့်၊ ကွန်ပျူတာမှ ပေးပို့သော ဒေတာအားလုံးသည် ထုတ်လွှင့်မှုအဆုံးတွင် စျေးကြီးသော electro-optical converting modules ကို အသုံးပြုရန်လိုအပ်ပါသည်။

အလားတူ၊ လက်ခံသူသည် လက်ခံသည့်အဆုံးတွင် စျေးကြီးသော photoelectric converters လိုအပ်သော ကွန်ပျူတာဖြစ်သည်။အချက်ပြအားကောင်းစေရန်၊ မတူညီသောမြို့များကြားရှိ အလွန်ရှည်လျားသောအကွာအဝေးသည် ပိုမိုအကဲဆတ်သော optical-electrical ပြောင်းလဲခြင်းကိုလုပ်ဆောင်ရန် "repeater" လိုအပ်ပြီး၊ ထို့နောက် အီလက်ထရွန်များကို ချဲ့ထွင်ကာ optical signal ကိုခွင့်ပြုရန်အတွက် super electro-optical converter မှတဆင့်ဖြတ်သန်းပါ။ နောက်တစ်ခုသို့ ဖြတ်သွားသည် နောက်ဆုံးတွင် relay သည် ၎င်း၏ဦးတည်ရာသို့ ရောက်ရှိသည်။

Penn State University မှ သုတေသီများသည် စမတ်ဆီမီးကွန်ဒတ်တာများဖြင့် ပြည့်နှက်နေသော optical fibers များကို တီထွင်နိုင်ကာ ၎င်းတို့ကိုယ်တိုင် လျှပ်စစ်-အလင်း-လျှပ်စစ်အသွင်ကူးပြောင်းနိုင်စွမ်းကို ပေးစွမ်းနိုင်မည်ဟု မျှော်လင့်ထားသည်။လက်ရှိတွင် သုတေသနအဖွဲ့သည် ၎င်း၏ရည်မှန်းချက်ပန်းတိုင်သို့ မရောက်ရှိသေးသော်လည်း လိုအပ်သည့်ပစ္စည်းများအားလုံးကို ၎င်း၏တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း optical fiber တွင် အောင်မြင်စွာပေါင်းစပ်ကာ ဖိုတွန်နှင့် အီလက်ထရွန်တို့ကို တစ်ပြိုင်နက်ထုတ်လွှင့်နိုင်ကြောင်း သက်သေပြခဲ့သည်။ထို့နောက်၊ ၎င်းတို့သည် အချိန်နှင့်တပြေးညီ လိုအပ်သော optical-electrical နှင့် electric-optical အဖြစ်ပြောင်းလဲခြင်းကိုလုပ်ဆောင်ရန်အတွက် optical fiber ၏အစွန်းနှစ်ဖက်တွင် crystal single silicon ပုံစံပြုလုပ်ရန်လိုအပ်သည်။

Badding သည် 2006 ခုနှစ်တွင် ဆီလီကွန်ဖြည့်ဖိုင်ဘာများအသုံးပြုခြင်း၏ဖြစ်နိုင်ခြေကို သရုပ်ပြခဲ့ပြီး Ji သည် ၎င်း၏ပါရဂူစာတမ်းသုတေသနတွင် သန့်စင်သောမြင့်မားသောတစ်ခုတည်းသောပုံဆောင်ခဲဆီလီကွန်ဂျာမနီယမ်နှင့်ပေါင်းစပ်ရန် လေဆာများကိုအသုံးပြုခဲ့သည်။ရလဒ်မှာ အဆ 2,000 ပိုရှည်သည့် စမတ်မိုနိုဆီလီကွန်တံဆိပ်ဖြစ်ပြီး၊ Badding ၏ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော မူရင်းပုံစံကို စီးပွားဖြစ်အသုံးပြုနိုင်သော ပစ္စည်းအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးပါသည်။

Penn State University မှ ပစ္စည်းသိပ္ပံဌာနမှ Ph.D လျှောက်ထားသူ Xiaoyu Ji သည် Argonne အမျိုးသားဓာတ်ခွဲခန်းတွင် ပုံဆောင်ခဲဓာတ်စစ်ဆေးမှုများ ပြုလုပ်နေပါသည်။

ဤအလွန်သေးငယ်သော crystal silicon core သည် Ji အား အပူချိန် 750-900 ဒီဂရီဖာရင်ဟိုက်တွင် အပူချိန် 750-900 ဒီဂရီဖာရင်ဟိုက်တွင် အရည်ပျော်စေရန် လေဆာစကင်နာကို အသုံးပြုစေပြီး ဖန်ခွက်၏ဆီလီကွန်ညစ်ညမ်းမှုကို ရှောင်ရှားနိုင်စေပါသည်။

ထို့ကြောင့်၊ Badding သည် စမတ်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် ရိုးရိုးအလင်းမျှင်များကို တူညီသော optical-electrical fiber နှင့် ပေါင်းစပ်ရန် Badding ၏ ပထမဆုံးကြိုးပမ်းမှုမှ 10 နှစ်ကျော်ကြာခဲ့သည်။

ထို့နောက်၊ သုတေသီများသည် (စမတ်ဖိုက်ဘာကို ရိုးရှင်းသောဖိုက်ဘာများနှင့် နှိုင်းယှဉ်နိုင်သော အရည်အသွေးသို့ ရောက်ရှိစေရန်) ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ရန် စတင်မည်ဖြစ်ပြီး၊ endoscopes၊ ပုံရိပ်ဖော်ခြင်းနှင့် ဖိုက်ဘာလေဆာများအပါအဝင် လက်တွေ့အသုံးချမှုအတွက် ဆီလီကွန်ဂျာမနီယမ်ကို ပုံစံထုတ်မည်ဖြစ်သည်။