Maaaring matanto ng optical fiber na ito ang conversion na "electricity-optical-electricity" nang walang converter

Sinabi ng mga mananaliksik sa Penn State University sa Estados Unidos na sa lalong madaling panahon, ang semiconductor core fiber mismo ay maaaring makapagsagawa ng mahal na "electrical-optical-electrical" conversion nang hindi umaasa sa mga electric-optical (electronic-optical) converter, at mahal na optical- mga electronic converter sa receiving end.

Ang bagong imbensyon na ito ay upang pagsamahin ang isang solong crystal silicon core sa isang glass capillary na may panloob na diameter na 1.7 microns, at patatagin at selyuhan ang magkabilang dulo upang bumuo ng single crystal silicon, at sa gayon ay pinagsasama ang mas murang single crystal silicon germanium at single crystal silicon sa magkabilang dulo .Ang pananaliksik na ito ay magkasamang isinagawa ng mga propesor na sina Venkatraman Gopalan at John Badding sa Department of Materials Science and Engineering sa Penn State University, at mag-aaral ng doktor na si Xiaoyu Ji.

Isama ang isang amorphous silicon core sa isang glass capillary na may panloob na diameter na 1.7 microns

Ang simpleng optical fiber na ginagamit ngayon ay maaari lamang maglabas ng mga photon sa kahabaan ng glass tube na natatakpan ng malambot na polymer coating.Ang pinakamahusay na signal ay pinananatili sa optical fiber sa pamamagitan ng pagpapakita mula sa salamin hanggang sa polimer, kaya halos walang pagkawala ng signal sa panahon ng long-distance transmission.Sa kasamaang palad, ang lahat ng data na ipinadala mula sa computer ay nangangailangan ng paggamit ng mga mamahaling electro-optical conversion module sa dulo ng pagpapadala.

Katulad nito, ang receiver ay isang computer na nangangailangan ng mga mamahaling photoelectric converter sa receiving end.Upang palakasin ang signal, ang ultra-long distance sa pagitan ng iba't ibang lungsod ay nangangailangan ng "repeater" upang magsagawa ng mas sensitibong optical-electrical conversion, pagkatapos ay palakasin ang mga electron, at pagkatapos ay dumaan sa isang super electro-optical converter upang hayaan ang optical signal ipasa sa susunod Ang relay sa wakas ay nakarating sa destinasyon nito.

Ang mga mananaliksik sa Penn State University ay umaasa na bumuo ng mga optical fiber na puno ng matalinong semiconductors, na nagbibigay sa kanila ng kakayahang magsagawa ng electrical-optical-electrical conversion sa kanilang sarili.Sa kasalukuyan, hindi pa naabot ng pangkat ng pananaliksik ang layunin nito, ngunit matagumpay na pinagsama ang lahat ng kinakailangang materyales sa semiconductor optical fiber nito at napatunayan na maaari itong magpadala ng mga photon at electron sa parehong oras.Susunod, kailangan nilang mag-pattern ng solong kristal na silikon sa magkabilang dulo ng optical fiber upang maisagawa ang kinakailangang optical-electrical at electric-optical conversion sa real time.

Ipinakita ni Badding ang pagiging posible ng paggamit ng mga hibla na puno ng silicon noong 2006, at pagkatapos ay gumamit si Ji ng mga laser upang pagsamahin ang mataas na kadalisayan na solong kristal na silicon germanium na may mga glass capillaries sa kanyang pananaliksik sa tesis ng doktor.Ang resulta ay isang matalinong monosilicon seal na 2,000 beses na mas mahaba, na nagko-convert ng high-efficiency na orihinal na prototype ni Badding sa isang materyal na mabubuhay sa komersyo.

Si Xiaoyu Ji, isang PhD na kandidato sa Department of Materials Science sa Penn State University, ay nagsasagawa ng mga pagsusuri sa crystallization sa Argonne National Laboratory

Ang ultra-small single crystal silicon core na ito ay nagbibigay-daan din kay Ji na gumamit ng laser scanner para matunaw at pinuhin ang crystal structure sa gitna ng glass core sa temperatura na 750-900 degrees Fahrenheit, sa gayon ay maiiwasan ang silicon contamination ng salamin.

Samakatuwid, tumagal ito ng higit sa 10 taon mula sa unang pagtatangka ni Badding na pagsamahin ang matalinong semiconductors at simpleng optical fiber na may parehong optical-electrical fiber.

Susunod, magsisimulang mag-optimize ang mga mananaliksik (upang maabot ng smart fiber ang bilis at kalidad ng transmission na maihahambing sa simpleng fiber), at i-pattern ang silicon germanium para sa mga praktikal na aplikasyon, kabilang ang mga endoscope, imaging at fiber laser.


Oras ng post: Ene-13-2021