| 0 |
|
Стремление к технологиям следующего поколения выдвигает на первый план получение высокой скорости и эффективности на базе компонентов, созданных в масштабах достаточно малых, чтобы функционировать на компьютерном чипе.
Одним из препятствий на пути достижений в области "связи на чипе" является длина электромагнитных волн в диапазоне радиочастот и СВЧ, которые формируют основу современной беспроводной технологии. Относительно длинные волны препятствуют дальнейшей миниатюризации.
Ученые, пытаясь преодолеть эти ограничения, изучают возможности оптической связи, которая использует свойства гораздо меньших длин волн, таких как в терагерцовом, инфракрасном и видимом диапазонах частот.
Команда исследователей из Бостонского колледжа разработала первую наноразмерную систему беспроводной связи, работающая на видимых длинах волн, с использованием антенн, которые отправляют и получают поверхностные плазмоны с беспрецедентной степенью управления.
По мнению исследователей, полученные результаты знаменуют собой важный первый шаг на пути к наноразмерной версии – эквивалента в видимый части спектра - существующих систем беспроводной связи. Такие системы на чипе могут быть использованы для высокоскоростной связи, высокоэффективных плазмонных волноводов и коммутации каналов в плоскости – процесса, который в настоящее время используется в жидкокристаллических дисплеях.
По словам ведущего соавтора д-ра Хуана М. Мерло (Juan M. Merlo), который инициировал проект, устройство осуществляло связь на нескольких длинах волн в тестах с использованием сканирующей ближнеполевой оптической микроскопии.
Устройство может ускорить передачу информации на целых 60% по сравнению с более ранними методами плазмонных волноводов и до 50% быстрее, чем плазмонные нанопроволочные волноводы, сообщает команда.
Поверхностные плазмоны являются колебаниями электронов, связанных на поверхности раздела электромагнитного поля и металла. Уникальная способность поверхностных плазмонов состоит в том, что они могут ограничить энергию на этой поверхности в пространства меньшего размера, чем сами волны.
Исследователи, пытаясь использовать эти субволновые возможности поверхностных плазмонов, разработали металлические структуры, включая плазмонные антенны. Но постоянной проблемой было неспособность достичь ограничения и сбора электромагнитного излучения "в линии".
Команда Бостонского колледжа разработала устройство с трехступенчатым процессом преобразования, который преобразует поверхностный плазмон в фотон при передаче, а затем преобразует эту элементарную частицу света обратно в поверхностный плазмон при приеме.
Центральным в управлении поверхностными плазмонами было создание небольшого зазора воздуха между волнами и серебряной поверхностью устройства, сказал д-р Мерло. Удалив часть стеклянной подложки, команда уменьшила разрушительное действие материала на фотоны при передаче. Расширение и сужение зазора оказалось решающим для настройки устройства.
При использовании традиционных кремниевых волноводов дисперсия снижает скорость передачи информации. Без этого препятствия новое устройство использует способность поверхностных плазмонов двигаться со скоростью от 90 до 95 процентов скорости света на поверхности серебра и фотонов, передающихся между антеннами с присущей им скоростью света, сказал д-р Мерло.
«Оптическая технология на основе кремния существовала в течение многих лет, - отметил д-р Мерло. - Мы разрабатываем инструмент, чтобы сделать кремниевую фотонику быстрее и значительно повысить скорость связи».
Стратегія охолодження ЦОД для епохи AI
| 0 |
|
