Новый переключатель потоков света для оптической системы транспорта

Новый переключатель потоков света для оптической системы транспорта

Инженерами Калифорнийского университета Беркли создан уникальный фотонный переключатель. Устройство предназначено управлять направлением света, транспортируемого оптическим волокном, значительно быстрее и эффективнее, чем это позволяют иные способы. Своего рода оптический «регулировщик» не исключает модернизации на случай передачи через центры обработки данных и высокопроизводительные суперкомпьютеры в будущем.

Фотонный переключатель световых потоков

Фотонный коммутатор в общей сложности содержит 50 000 миниатюрных «световых переключателей». Каждое такое устройство управляет одним из 240 световых лучей, обеспечивая функцию поворота направо в режиме включенной коммутации, либо функцию прямого перехода в режиме отключенном. Массив таких переключателей 240х240 физически представляет гравировку на кремниевой пластине. Рабочая площадь устройства сопоставима с площадью стандартной почтовой марки.

Впервые подобного рода кремниевый коммутатор демонстрирует массивные функции коммутационного устройства, создаваемого непосредственно с использованием оптоволоконной оптики. Новые коммутаторы не только объёмные, но также в 10 000 раз выигрывают по скорости передачи, благодаря переключению сети передачи данных интересными способами, о которых прежде учёные даже не задумывались.

На текущий момент единственными фотонными коммутационными устройствами, способными управлять сотнями световых лучей одновременно, выступают конструкции на основе зеркальных или линзовых отражателей. Соответственно эти отражатели необходимо физически поворачивать, чтобы получить эффект перенаправления света.

Каждый такой ход перенаправления занимает около одной десятой секунды, что сопровождается образованием пустых эон по сравнению с высокоскоростной электронной передачей данных. Новый фотонный переключатель отличается построением конструкции на базе миниатюрных интегрированных кремниевых структур. Эти структуры включаются и выключаются за время, измеряемое долями микросекунды, приближаясь к параметрам скорости высокоскоростных сетей транспорта данных.

Механизмы рамповых переключений

Новым фотонным переключателем лучи света транспортируются через перекрёстный массив нанометровых каналов до момента достижения отдельных переключателей света, каждый из которых представляет микроскопический путепровод.

Когда переключатель выключен, свет проходит прямо через канал. При подаче напряжения механизмом переключателя опускается рампа, направляющая свет в более высокий канал, где поворачивает луч на 90º. Механизмом другой рампы световой луч направляется обратно в перпендикулярный канал.

Эффект буквально напоминает съезд автомобиля с автострады. Световой поток направляется вверх, поворачивается на 90º, после чего возвращается вниз. Эффективность процесса налицо, причём эффективность в значительной степени более выраженная, чем демонстрируют иные методы из области кремниевой фотоники.


При помощи информации: UniversityOfCalifornia


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *