Studiuesit në Universitetin Penn State në Shtetet e Bashkuara thanë se së shpejti, vetë fibra e bërthamës gjysmëpërçuese mund të jetë në gjendje të kryejë një konvertim të shtrenjtë "elektrik-optik-elektrik" pa u mbështetur në konvertuesit elektrikë-optikë (elektronikë-optikë) dhe të shtrenjtë optik. konvertuesit elektronikë në fundin marrës.

Kjo shpikje e re është të kombinojë një bërthamë të vetme kristal silikoni në një kapilar xhami me një diametër të brendshëm prej 1.7 mikron, dhe të ngurtësohet dhe vuloset në të dy skajet për të formuar silikon me një kristal, duke kombinuar kështu silikonin me një kristal më të lirë germanium dhe silikon me një kristal në të dy skajet. .Ky hulumtim u krye së bashku nga profesorët Venkatraman Gopalan dhe John Badding në Departamentin e Shkencës dhe Inxhinierisë së Materialeve në Universitetin Penn State, dhe studenti i doktoraturës Xiaoyu Ji.

Inkorporoni një bërthamë amorfe silikoni në një kapilar qelqi me një diametër të brendshëm prej 1.7 mikron

Fibra e thjeshtë optike e përdorur sot mund të lëshojë fotone vetëm përgjatë një tubi qelqi të mbuluar me një shtresë të butë polimer.Sinjali më i mirë mbahet në fibrën optike duke reflektuar nga xhami në polimer, kështu që nuk ka pothuajse asnjë humbje sinjali gjatë transmetimit në distanca të gjata.Fatkeqësisht, të gjitha të dhënat e transmetuara nga kompjuteri kërkojnë përdorimin e moduleve të shtrenjta të konvertimit elektro-optik në fundin e transmetimit.

Në mënyrë të ngjashme, marrësi është një kompjuter që kërkon konvertues të shtrenjtë fotoelektrikë në skajin marrës.Për të forcuar sinjalin, distanca ultra e gjatë midis qyteteve të ndryshme kërkon një "përsëritës" për të kryer një konvertim optik-elektrik më të ndjeshëm, më pas përforcon elektronet dhe më pas kalon nëpër një konvertues super elektro-optik për të lejuar sinjalin optik. kaloni te tjetra Stafeta më në fund arrin në destinacionin e saj.

Studiuesit në Universitetin Penn State shpresojnë të zhvillojnë fibra optike të mbushura me gjysmëpërçues inteligjentë, duke u dhënë atyre mundësinë për të kryer vetë konvertimin elektrik-optik-elektrik.Aktualisht, ekipi hulumtues nuk e ka arritur ende qëllimin e tij, por ka kombinuar me sukses të gjitha materialet e nevojshme në fibrën e tij optike gjysmëpërçuese dhe ka vërtetuar se mund të transmetojë fotone dhe elektrone në të njëjtën kohë.Më pas, ata duhet të modelojnë silikonin një kristal në të dy skajet e fibrës optike për të kryer konvertimin e nevojshëm optik-elektrik dhe elektrik-optik në kohë reale.

Badding demonstroi mundësinë e përdorimit të fibrave të mbushura me silikon në vitin 2006, dhe Ji më pas përdori lazer për të kombinuar germanium silikoni me një kristal të pastërtisë së lartë me kapilarët e qelqit në studimin e tezës së doktoraturës.Rezultati është një vulë e zgjuar monosilikon që është 2,000 herë më e gjatë, e cila konverton prototipin origjinal të Badding me efikasitet të lartë në një material komercialisht të zbatueshëm.

Xiaoyu Ji, një kandidat për doktoraturë në Departamentin e Shkencës së Materialeve në Penn State University, kryen teste kristalizimi në Laboratorin Kombëtar Argonne

Kjo bërthamë ultra e vogël e silikonit me një kristal i lejon Ji gjithashtu të përdorë një skaner lazer për të shkrirë dhe rafinuar strukturën kristalore në qendër të bërthamës së qelqit në një temperaturë prej 750-900 gradë Fahrenheit, duke shmangur kështu ndotjen e xhamit me silikon.

Prandaj, janë dashur më shumë se 10 vjet nga përpjekja e parë e Badding për të kombinuar gjysmëpërçuesit inteligjentë dhe fibrat e thjeshta optike me të njëjtën fibër optike-elektrike.

Më pas, studiuesit do të fillojnë të optimizojnë (në mënyrë që fibra inteligjente të arrijë shpejtësinë dhe cilësinë e transmetimit të krahasueshme me fibrën e thjeshtë) dhe të modelojnë silikon germanium për aplikime praktike, duke përfshirë endoskopët, imazhet dhe lazerët me fibra.