Harvardin John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciencesin (SEAS) tutkijat ovat kehittäneet uuden integroidun fotoniikan alustan, joka voi tallentaa valoa ja hallita sähköisesti sen taajuutta (väriä) integroidussa piirissä.
Alusta on saanut inspiraation keinotekoisista atomi- ja molekyylijärjestelmistä ja sillä voi olla laajaa valikoimaa sovelluksia, kuten fotonisen kvantti-informaation käsittely, optinen signaalinkäsittely ja mikroaaltofotoniikka.
Työssään tutkijat löysivät "fotonisen molekyylin", jolla on kaksi erillistä energiatasoa kytkettynä litium-niobaatti -pohjaisiin mikrorengasresonaattoreihin. Molekyyliä voidaan ohjata ulkoisella mikroaaltoherätteellä.
- Tämä on ensimmäinen kerta, kun mikroaaltoja on käytetty valon taajuuden siirtämiseen ohjelmoitavalla tavalla sirulle, sanoo entinen tutkijatohtori Mian Zhang, SEAS:n soveltavan fysiikan osastolta. Hän toimii nyt Harvardista poikineen startupin HyperLight Corporationin toimitusjohtajana.
- Monet kvanttifotoniikan ja klassisen optiikan sovellukset vaativat optisten taajuuksien siirtämistä, mikä on ollut vaikeaa. Osoitamme, että voimme paitsi muuttaa taajuutta hallittavalla tavalla, mutta myös tallentaa ja palauttaa valoa tarpeen mukaan, mikä ei ole aikaisemmin ollut mahdollista.
Jo aiemmin SEAS-tutkijat, professorinaan Marko Loncar, kehittivät tekniikan korkean suorituskyvyn optisten mikrorakenteiden valmistamiseksi käyttäen litium-niobaattia. Materiaalin sähköoptiset ominaisuudet ovat erittäin vahvat.
- Litium-niobaatin ainutlaatuiset ominaisuudet - pieni optinen hävikki ja vahva sähköoptinen epälineaarisuus – mahdollistavat dynaamisen valon hallinnan ohjelmoitavassa sähköoptisessa järjestelmässä. Tämä voi johtaa ohjelmoitavien suotimien kehittämiseen optisten ja mikroaaltosignaalien käsittelyssä. Tekniikalla löytynee sovelluksia radio- ja tähtitieteessä, tutkateknologiassa ja monessa muussa, toteaa tutkija Cheng Wang.
Seuraavaksi tutkijat pyrkivät kehittämään pienemmän hävikin optisia aaltoputkia ja mikroaaltopiirejä käyttäen samaa arkkitehtuuria. Tarkoitus on mahdollistaa entistä parempi tehokkuus ja saavuttaa lopulta kvanttiyhteys mikroaaltoisten ja optisten fotonien välillä.
- Mikroaaltojen ja optisten fotonien energiat eroavat viidellä suuruusluokalla, mutta järjestelmämme voisi mahdollisesti ylittää tämän aukon lähes 100 prosentin hyötysuhteella, yksi fotoni kerrallaan, toteaa Marco Loncar. - Tämä mahdollistaisi kvanttipilven realisoinnin eli hajautetun kvanttitietokoneiden verkon, joka on kytketty turvallisten optisten viestintäkanavien kautta.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 29.1.2019
ETNdigi 2/2024 -lehti käsittelee laajasti elektroniikka-alan innovaatioita, erityisesti sulautettuja järjestelmiä ja kehittyvää tekoälyä. Lehdessä esitellään esimerkiksi LUMI-supertietokoneen roolia tekoälymallien kehittämisessä Suomessa. Uutiskattauksen lisäksi mukana on useita syvemmälle eri tekniikoihin sukeltavia artikkeleita.
NordPass on julkaissut kuudetta kertaa vuotuisen 200 yleisintä salasanaa -tutkimuksensa, joka paljastaa kansainvälisesti suositut salasanat sekä 44 eri maan salasanat. Maailmalla yleisin salasana on nerokas ”123456” ja Suomen yleisimpänä jatkaa kestosuosikki ”qwerty123”.
Tulevaisuuden autot nojaavat yhä tiukemmin nopeaan datansiirtoon. Tämän dataväylän pitää perustua standardiin. Sellainen on PCIe-väylä, kertoo Microchip.