Муҳаққиқони Донишгоҳи Пенн Стейти Иёлоти Муттаҳида гуфтанд, ки ба зудӣ худи нахи ядрои нимноқил метавонад бидуни такя ба конвертерҳои барқӣ-оптикӣ (электронӣ-оптикӣ) ва оптикии гаронбаҳо табдили "электрикӣ-оптикӣ-электрикӣ" -ро иҷро кунад. конвертерҳои электронӣ дар охири қабул.

Ин ихтирооти нав як ядрои кремнийи яккристаллро дар капилляри шишагӣ бо диаметри дарунии 1,7 микрон муттаҳид мекунад ва дар ҳарду канораш мустаҳкам ва мӯҳр зада, кремнийи яккристаллро ташкил медиҳад ва ба ин васила дар ҳарду канори як кристалл германияи кремний ва як кристалл кремнийро муттаҳид мекунад. .Ин пажӯҳиш якҷоя бо профессорҳо Венкатраман Гопалан ва Ҷон Баддинг дар шӯъбаи маводшиносӣ ва муҳандисии Донишгоҳи Пенн Стейт ва докторантура Сяою Ҷи гузаронида шудааст.

Як ядрои кремнийи аморфӣ ба капилляри шишагӣ бо диаметри дарунӣ 1,7 микрон дохил кунед

Нахи оддии оптикӣ, ки имрӯз истифода мешавад, танҳо метавонад фотонҳоро дар қад-қади найчаи шишагине, ки бо рӯйпӯши мулоими полимерӣ фаро гирифта шудааст, барорад.Беҳтарин сигнал дар нахи оптикӣ тавассути инъикос аз шиша ба полимер нигоҳ дошта мешавад, бинобар ин ҳангоми интиқол ба масофаи дур тақрибан талафоти сигнал вуҷуд надорад.Мутаассифона, ҳама маълумоте, ки аз компютер интиқол дода мешавад, истифодаи модулҳои гаронбаҳои табдилдиҳии электро-оптикиро дар охири интиқол талаб мекунад.

Ба ҳамин монанд, қабулкунанда компютерест, ки дар охири қабулкунанда конвертерҳои гаронбаҳои фотоэлектрикиро талаб мекунад.Барои мустаҳкам кардани сигнал, масофаи ултра дароз байни шаҳрҳои гуногун "такроркунанда" -ро талаб мекунад, ки табдили ҳассостари оптикӣ-электрикиро анҷом диҳад, сипас электронҳоро афзоиш диҳад ва сипас тавассути конвертери суперэлектро-оптикӣ гузарад, то сигнали оптикиро гузорад. ба навбатй мегузаранд Эстафета нихоят ба чои таъиншуда мерасад.

Тадқиқотчиёни Донишгоҳи Пенн умедворанд, ки нахҳои оптикии пур аз нимноқилҳои оқилонаро таҳия кунанд, ки ба онҳо қобилияти мустақилона табдил додани электрикӣ-оптикӣ-электрикиро медиҳад.Холо гурухи тадкикотй хануз ба максад нарасидааст, вале тамоми материалхои заруриро дар нахи оптикии нимнокили худ бомуваффакият якчоя карда, исбот кард, ки вай дар як вакт фотонхо ва электронхоро гузаронад.Минбаъд, онҳо бояд дар ҳарду канори нахи оптикӣ кремнийи яккристаллро намуна гузоранд, то дар вақти воқеӣ табдили зарурии оптикӣ-электрикӣ ва электрикӣ-оптикиро иҷро кунанд.

Баддинг имконпазирии истифодаи нахҳои пур аз кремнийро дар соли 2006 нишон дод ва Ҷи баъдан дар пажӯҳиши рисолаи доктории худ лазерҳоро барои омезиши германийи кремнийи яккристаллии баландсифат бо капиллярҳои шиша истифода бурд.Дар натиҷа мӯҳри интеллектуалии моносиликон аст, ки 2000 маротиба дарозтар аст, ки прототипи аслии баландсамараи Badding-ро ба маводи аз ҷиҳати тиҷоратӣ қобили истифода табдил медиҳад.

Сяою Ҷи, номзади PhD дар шӯъбаи маводшиносии Донишгоҳи Пенн Стейт, озмоишҳои кристаллизатсияро дар лабораторияи миллии Аргонна мегузаронад

Ин ядрои яккристаллии ултра хурди кремний инчунин ба Ҷи имкон медиҳад, ки сканери лазериро барои гудохта ва тоза кардани сохтори кристалл дар маркази ядрои шиша дар ҳарорати 750-900 дараҷа Фаренгейт истифода барад ва ба ин васила аз олудашавии кремний дар шиша пешгирӣ кунад.

Аз ин рӯ, аз кӯшиши аввалини Баддинг барои якҷоя кардани нимноқилҳои интеллектуалӣ ва нахҳои оддии оптикӣ бо ҳамон нахи оптикӣ-электрикӣ зиёда аз 10 сол тӯл кашид.

Минбаъд, муҳаққиқон ба оптимизатсия шурӯъ мекунанд (барои он ки нахи оқил ба суръати интиқол ва сифат бо нахи оддӣ муқоиса карда шавад) ва намунаи германий кремний барои барномаҳои амалӣ, аз ҷумла эндоскопҳо, тасвирҳо ва лазерҳои нахи.