Разработка из Беркли позволит встроить оптический интерфейс в смартфоны
Самый миниатюрный в мире оптический модулятор создали сотрудники National Science Foundation (NSF) Nanoscale Science and Engineering Center в Университете Беркли под руководством профессора Сян Чжан (Xiang Zhang). Продемонстрированный ими оптический модулятор построен на базе графена, а его размеры в 100 раз меньше, чем у ныне существующих устройств из редкоземельных материалов типа gallium indium arsenide, и его площадь составляет всего 25 мкм2.
Принцип его действия заключается в приложении переменного электрического поля к оптическому волноводу, выполненному из графена. При достижении электрическим сигналом своего максимума канал становится непрозрачным, отключая подсоединенный к нему лазер от системы передачи. А в районе минимума воздействующего сигнала – канал становится прозрачным.
В настоящее время оптические системы передачи используются лишь на магистральных каналах. Но, по мнению исследователей, их разработка сделает возможным использование оптических систем передачи в портативной технике типа смартфонов и позволит поднять пропускную способность их интерфейса на несколько порядков. К примеру, загрузка HD-фильма займет считанные секунды. Не говоря уже о том, что удастся снизить стоимость таких устройств за счет отказа от дорогостоящих редкоземельных материалов.
Еще одним преимуществом предложенного решения является то, что графен может помочь достичь в 100 раз большей полосы пропускания, измеряемой тысячами нанометров (от ультрафиолетового до инфракрасного). Для сравнения, у ныне существующих модуляторов полоса довольно узкая и насчитывает около 10 нм. Так продемонстрированное исследователями устройство оперировало на частоте около 1 ГГц и могло перестраивать ее на 500 Гц.