ETH Zürichin professori Jürg Leuthold ja hänen Washingtonin yliopiston kollegansa ovat kehittäneet valomodulaattorin, jonka avulla on tulevaisuudessa mahdollista toteuttaa siirtolinjan "viimeinen kilometri" tehokkaasti ja alhaisin kustannuksin. Tämä onnistuu suurten taajuuksien mikroaalloilla ja siten suurilla tiedonsiirtonopeuksilla.
Optisten kuitujen koodaamien datan siirtämiseksi valonvoimakkuuden muutoksen avulla millimetrin aalloilla tarvitaan erittäin nopeita ja siksi kalliita elektronisia komponentteja. Leuthold ja hänen kollegansa ovat nyt onnistuneet rakentamaan valomodulaattorin, joka toimii täysin ilman paristoja ja elektroniikkaa.
Tutkijoiden rakentama modulaattori koostuu alle millimetrin mittaisesta sirusta, joka sisältää myös mikroaaltoantennin. Antenni vastaanottaa millimetriaallot ja muuntaa ne sähköjännitteeksi. Jännite vaikuttaa sitten sirun keskellä olevaan ohueen rakoon - modulaattorin todellisen sydämeen.
Kapea rako on vain muutama mikrometriä pitkä ja alle sadan nanometriä leveä. Se on täynnä materiaalia, joka on erityisen herkkä sähkökentille. Kun valonsäde syötetään rakoon, se ei etenekään sähkömagneettisena aaltona, vaan plasmonisesti.
Plasmonit koostuvat sähkömagneettisista kentistä ja sähkövarauksen värähtelystä metallin pinnalla. Tämän ominaisuuden ansiosta ne voivat olla suppeampia kuin valoaallot.
Raon sisällä oleva sähköisesti herkkä (epälineaarinen) materiaali takaa, että jopa pienin sähkökenttä, jonka antenni tuottaa, vaikuttaa voimakkaasti plasmonien etenemiseen. Tämä vaikutus aaltojen värähtelyvaiheeseen säilyy, kun plasmonit muunnetaan takaisin valoaalloiksi raon lopussa.
Laboratoriokokeessa jopa 60 gigahertsin mikroaaltosignaaleilla tutkijat pystyivät siirtämään dataa jopa 10 gigabitin sekuntinopeudella viiden metrin etäisyydellä ja 20 gigabittiä sekunnissa yli metrin matkalla.
Pienen koon ja vähäisen energiankulutuksen lisäksi uudella modulaattorilla on useita muita etuja. - Suora siirtyminen millimetriaalloista valoaaltoihin tekee modulaattoristamme erityisen monipuolisen datakoodauksen taajuuden ja täsmällisen muodon suhteen, professori Jürg Leuthold korostaa.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 26.11.2018
Saksalaislähtöinen Ubitium on kehittänyt innovatiivisen prosessoriarkkitehtuurin, joka yhdistää eri suorittimien (CPU, GPU, DSP, FPGA) toiminnot yhteen siruun. Yrityksen mukaan tämä uusi RISC-V-arkkitehtuuriin perustuva ratkaisu mullistaa yli 50 vuotta vanhan suorittimien suunnittelun.
Moni uusi sähköauton omistaja kokee toimintasädeahdistusta. Tätä ongelmaa autonvalmistajat voivat helpottaa siirtymällä piipohjaista IGBT-piireissä piikarbidiopohjaisiin siruihin. auton vetoinvertterissä.
