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
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.
