Amerika Qo'shma Shtatlaridagi Penn State universiteti tadqiqotchilarining ta'kidlashicha, tez orada yarimo'tkazgich yadroli tolaning o'zi elektr-optik (elektron-optik) konvertorlarga tayanmasdan qimmat "elektr-optik-elektrik" konversiyani amalga oshirishi mumkin. qabul qilish uchida elektron konvertorlar.

Ushbu yangi ixtiro bitta kristalli kremniy yadrosini ichki diametri 1,7 mikron bo'lgan shisha kapillyarga birlashtirish va ikkala uchini qotib, bitta kristalli kremniy hosil qilish uchun muhrlash va shu bilan arzonroq monokristalli kremniy germaniy va ikkala uchida bitta kristalli kremniyni birlashtirishdan iborat. .Ushbu tadqiqot Penn State universitetining Materialshunoslik va muhandislik bo'limi professorlari Venkatraman Gopalan va Jon Badding va doktorant Syaoyu Ji tomonidan birgalikda olib borildi.

Ichki diametri 1,7 mikron bo'lgan shisha kapillyarga amorf kremniy yadrosini qo'shing.

Bugungi kunda ishlatiladigan oddiy optik tola faqat yumshoq polimer qoplama bilan qoplangan shisha naycha bo'ylab fotonlarni chiqarishi mumkin.Eng yaxshi signal shishadan polimerga aks ettirish orqali optik tolada saqlanadi, shuning uchun uzoq masofaga uzatishda deyarli hech qanday signal yo'qolmaydi.Afsuski, kompyuterdan uzatiladigan barcha ma'lumotlar uzatish oxirida qimmat elektro-optik konversiya modullaridan foydalanishni talab qiladi.

Xuddi shunday, qabul qiluvchi - bu qabul qiluvchi uchida qimmat fotoelektrik konvertorlarni talab qiladigan kompyuter.Signalni kuchaytirish uchun turli shaharlar orasidagi o'ta uzoq masofa yanada sezgir optik-elektr konvertatsiyasini amalga oshirish uchun "takrorlagich" ni talab qiladi, keyin elektronlarni kuchaytiradi va keyin optik signalga ruxsat berish uchun super elektro-optik konvertordan o'tadi. keyingisiga o'tish Estafeta nihoyat o'z manziliga yetib boradi.

Penn State universiteti tadqiqotchilari aqlli yarimo'tkazgichlar bilan to'ldirilgan optik tolalarni ishlab chiqishga umid qilmoqdalar, bu ularga elektr-optik-elektr konversiyasini mustaqil ravishda amalga oshirish imkoniyatini beradi.Ayni paytda tadqiqot guruhi o‘z maqsadiga erishgani yo‘q, biroq o‘zining yarimo‘tkazgichli optik tolasida barcha kerakli materiallarni muvaffaqiyatli birlashtirib, foton va elektronni bir vaqtning o‘zida uzatishi mumkinligini isbotladi.Keyinchalik, ular real vaqtda zarur optik-elektr va elektr-optik konversiyani amalga oshirish uchun optik tolaning ikkala uchida bitta kristalli kremniyni naqshlashlari kerak.

Badding 2006 yilda kremniy bilan to'ldirilgan tolalardan foydalanishning maqsadga muvofiqligini ko'rsatdi va Ji o'zining doktorlik dissertatsiyasida yuqori tozalikdagi yagona kristalli kremniy germaniyni shisha kapillyarlar bilan birlashtirish uchun lazerlardan foydalangan.Natijada 2000 baravar uzunroq aqlli monosilikon plomba paydo bo'ldi, bu Baddingning yuqori samarali original prototipini tijorat uchun yaroqli materialga aylantiradi.

Xiaoyu Ji, Penn State universitetining Materialshunoslik bo'limida fan nomzodi, Argonne milliy laboratoriyasida kristallanish sinovlarini o'tkazmoqda.

Bu ultra-kichik yagona kristalli kremniy yadrosi, shuningdek, Ji-ga shisha yadro markazidagi kristall strukturani 750-900 daraja Farangeyt haroratda eritish va tozalash uchun lazer skaneridan foydalanishga imkon beradi va shu bilan shishaning kremniy bilan ifloslanishini oldini oladi.

Shu sababli, Baddingning aqlli yarimo'tkazgichlar va oddiy optik tolalarni bir xil optik-elektr tolasi bilan birlashtirishga birinchi urinishidan boshlab 10 yildan ko'proq vaqt o'tdi.

Keyinchalik, tadqiqotchilar optimallashtirishni boshlaydilar (aqlli tolani uzatish tezligi va sifatini oddiy tola bilan taqqoslash uchun) va silikon germaniyni amaliy dasturlar, jumladan endoskoplar, tasvirlash va tolali lazerlar uchun naqsh qiladi.