Lausannen teknisen korkeakoulun eli EPFL:n tutkijat ovat osoittaneet, kuinka optisten sirujen mikroresonaattorien sisällä oleva valo voidaan kiteyttää jaksollisiksi pulssijuniksi. Tämä voi parantaa optisten tietoliikennelinkkien suorituskykyä tai mahdollistaa esimerkiksi ultranopean ja huipputarkan LiDARin kehittämisen.
Optiset mikroresonaattorit muuntavat laservalon ultralyhyiksi pulsseiksi, jotka kulkevat ympäri resonaattorin kehää. Nämä pulssit, jotka tunnetaan Kerr-solitoneina, voivat edetä resonaattorissa muotonsa säilyttäen.
Kun solitonit poistuvat mikroresonaattorista, lähtevä valo on pulssijunan muodossa: tämä on sarja toistuvia pulsseja, joilla on kiinteät välit. Tässä tapauksessa pulssien toistumisnopeus määräytyy resonaattorin koon perusteella. Pienemmät koot mahdollistavat korkeiden toistotaajuuksien sykejunat, joissa taajuus nousee satoihin gigahertseihin.
Kuituoptiikan tunnettu ongelma eli valon taivutushäviö tarkoittaa, että mikroresonaattorien koko ei voi pudota alle muutamaan kymmeneen mikroniin. Siksi tämä rajoittaa maksimia toistonopeutta, jonka voimme saavuttaa pulsseille.
Laboratoriossaan tutkijat EPFL:ssä ovat nyt löytäneet tavan ohittaa tämä rajoitus ja irrottaa pulssin toistotaajuus mikroresonaattorin koosta tuottamalla useita solitoneja yhdessä resonaattorissa.
Tutkijat löysivät tavan syöttää mikroresonaattoria mahdollisimman suurella määrällä dissipatiivisia Kerr-solitoneja tarkalleen yhtä suurella etäisyydellä niiden välillä. Tätä uutta valonmuodostusta voidaan ajatella kiteisten kiinteiden aineiden atomiketjujen optisena analogina ja siksi tutkijat kutsuivat niitä ”täydellisiksi solitonikiteiksi” (PSC, perfect soliton crystals).
Interferometrisen parannuksen ja optisten pulssien suuren määrän ansiosta PSC-kiteiden koherenssi moninkertaistaa tuloksena olevan pulssijunan suorituskyvyn - ei vain sen toistumisnopeuden, vaan myös tehon.
Tutkijat selvittivät myös PSC-muodostelmien dynamiikkaa. Huolimatta hyvin organisoidusta rakenteestaan ne näyttävät olevan läheisesti yhteydessä optiseen kaaokseen. Tämä johtuu valon epävakaudesta optisissa mikroresonaattoreissa, mikä on yleistä myös puolijohdepohjaisissa ja kuitulaserjärjestelmissä.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 19.9.2019
Yhdysvaltain presidentti Donald Trump on antanut uuden presidentin asetuksen, jolla perustetaan United States Investment Accelerator -niminen virasto vauhdittamaan miljardiluokan investointeja maahan. Tavoitteena on houkutella sekä kotimaisia että ulkomaisia yrityksiä sijoittamaan erityisesti strategisesti tärkeisiin aloihin, kuten puolijohdeteollisuuteen.
Microsoft muistuttaa käyttäjiä Windows 10 -käyttöjärjestelmän tuen päättymisestä 14. lokakuuta 2025. Tämän jälkeen yli 240 miljoonaa tietokonetta jää ilman tietoturvapäivityksiä, mikä tekee niistä yhtiön mukaan vakavan kyberturvariskin. Microsoftin blogin mukaan jatkaminen vanhentuneella käyttöjärjestelmällä on kuin "jättäisi ulko-oven auki tuntemattomille". Käytännössä koneista tulee lokakuussa romurautaa, jos niille ei tee mitään, Microsoft katsoo.
Teollisuus- ja ajoneuvosovelluksissa siirtyminen kohti kestävämpiä energiaratkaisuja ja tehokkaampia moottoreita tuo mukanaan uudenlaisia vaatimuksia elektroniikkasuunnittelulle. Järjestelmät yhdistävät yhä useammin laajan kaistaeron komponentteihin perustuvat suurjännitealijärjestelmät ja herkät pienjännitepiirit, kuten mikro-ohjaimet. Näiden yhdistäminen samassa kokonaisuudessa lisää sekä suorituskykyä että riskejä – galvaaninen erotus ja häiriösuojaus ovatkin nyt tärkeämpiä kuin koskaan, sanoo Toshiba Electronics Europe.
