В фотонных микросхемах изгибы световода не будут приводить к потерям сигнала: как этого добились?

В фотонных микросхемах изгибы световода не будут приводить к потерям сигнала: как этого добились?

Ближайшая и самая вероятная перспектива развития компьютерной техники — «передача эстафеты» от электроники фотонике. Но когда будет передана «эстафетная палочка» от совершенствовавшихся в течение десятков лет технологий передачи и обработки электронных сигналов к только-только зарождающейся технологии передачи и обработки фотонных сигналов, вряд ли кто-либо из ИТ-аналитиков решится дать точный прогноз. Ведь на пути комплексной фотонной разработки компьютера «от А до Я» возникает столько нерешенных (и неизвестно, когда они будут решены) сложных научно-технологических проблем и даже «мелких» инженерных задач, что собрать воедино их для системного подхода к анализу и выработке подходов к решениям — это уже сама по себе сложнейшая задача.

Поэтому в разработках фотонных компонентов для компьютерной техники сейчас создалась ситуация, которая хорошо отражается в высказывании одного из классиков советской науки: «Все мы делаем вид, что делаем то, что нужно, а в действительности делаем то, что можем» (правда, эта мысль универсальна по сути и может быть проиллюстрирована в любых других научно-технических направлениях).

Итак, одной из актуальных задач, стоящих перед разработчиками световодов, которые предназначаются для использования в качестве коммуникационных каналов в фотонных микрочипах, является прохождение фотонов через приграничные слои оптоволокна в окружающую среду (аналог тока утечки в электронных схемах), из-за чего снижается мощность передаваемого светового сигнала, и он даже может «потеряться» на пути к приемному порту.

Особенно «прозрачными» для фотонов, распространяющихся по оптоволокну, являются места резких изгибов световодов — а как без них обойтись в микросхеме с огромным множеством активных и пассивных оптических элементов, которыми будет буквально «напичкан» фотонный чип? И вот эту проблему «утечки» фотонов в местах резких изгибов световодов решила группа ученых, которой удалось разработать диэлектрический метаматериал с анизотропными свойствами, обеспечивающий в световоде эффективное отражение фотонов даже в местах резких поворотов. Международную группу возглавили сотрудники Университета Пердью (США), а различные аспекты исследований и технологических разработок были выполнены учеными Техасского технологического университета, Альбертского университета (Канада), Университета Британской Колумбии (Канада) и Шанхайского института микросистем и информационных технологий.

Разработчики провели серию экспериментов с «напечатанными» фотонными микросхемами, в которых использовались световоды из анизотпропного диэлектрика, показавшие высокую эффективность передачи световых сигналов (без заметных потерь) даже на «перекрестках» световодов.

Добавить комментарий