Los Dispositivos Microscópicos Activan la Manipulación de la Luz Infrarroja en la Velocidad

Published on November 17, 2012 at 4:40 AM

Un dispositivo que parece un lavadero minúsculo puede limpiar los relojes de los productos comerciales actuales usados para manipular la luz infrarroja.

El silicio Cristalino se sienta entre dos electrodos en una antena-en-uno-viruta microscópica diseñada por los investigadores en Rice University. La viruta, un modulador pálido espacial, pares de fuerzas con la luz de incidente y hace posible la manipulación de la luz infrarroja a velocidades muy altas para el tratamiento de señales y otras aplicaciones ópticas. (Haber: Grupo/Rice University de Xu)

La Nueva investigación por el laboratorio de Rice University de Qianfan Xu ha producido un modulador pálido espacial de la micrón-escala (SLM) como ésos usados en dispositivos el detectar y de proyección de imagen, pero con el potencial de ejecutar órdenes de magnitud más rápidamente. A Diferencia de otros dispositivos en virutas semiconductoras bidimensionales, las virutas del Arroz trabajan en “espacio libre tridimensional.”

Xu y sus colegas del Arroz detallaron su antena-en-uno-viruta para la modulación pálida esta semana en el abierto-acceso de la Naturaleza, Partes Científicos del gorrón en línea.

La manipulación de la luz ha llegado a ser central a la economía de información. Piense en los compact-disc reflectantes y sus variantes video y todas las maneras que se utilizan los laseres, de detectar a la fianza a la cirugía. La Luz lleva datos a través de las fibras ópticas para las telecomunicaciones y señales en la escala molecular mientras que las técnicas del photonics mejoran. Las visualizaciones de la televisión de la potencia de los diodos Electroluminosos (para los espectadores que embragan los telecontroles infrarrojos) y están comenzando a reemplazar las bombillas ineficaces en hogares.

Pero en el espacio del ordenador, la luz ha estado limitada y amordazado por el conjunto de circuitos bidimensional, atado a los guías de ondas que lo mueven desde aquí a allí, Xu dijo. Él y sus colegas señalan en el nuevo papel que los 2.os sistemas no pueden aprovecharse “de la capacidad masiva de la multiplexación de la óptica” hecha posible por el hecho que los “haces luminosos múltiples pueden propagar en el mismo espacio sin afectarse.”

Los investigadores ven el gran potencial para el libre-espacio SLMs en aplicaciones de la proyección de imagen, de la visualización, olográficas, de la medición y de la teledetección.

Puestas Simple, las virutas microscópicas del SLM de las personas del Arroz son las costillas del nanoscale del silicio cristalino que forman una cavidad que sienta las planchas en medio positivo y negativo dopadas del silicio conectadas con los electrodos metálicos. Las posiciones de las costillas son conforme a la nanómetro-escala “perturbaciones” y sintonizan la cavidad de resonancia para acoplar con la luz de incidente fuera. Ese acoplamiento tira de la luz de incidente en la cavidad. Solamente la luz infrarroja pasa a través del silicio, pero capturado una vez por el SLM, puede ser manipulada como ella pasa a través de la viruta a la otra cara. El campo eléctrico entre los electrodos gira la transmisión por intervalos a velocidades muy altas.

SLMs Individual es análogo a los pixeles, y Xu, profesor adjunto de eléctrico y ingeniería informática, ve la posibilidad de las virutas de la fabricación que contienen millones de ellos.

En photonics integrado convencional, “Usted tiene un arsenal de pixeles y usted puede cambiar la transmisión de cada pixel a velocidades muy altas,” él dijo. “Cuando usted pone eso en el camino de un haz óptico, usted puede cambiar la intensidad o la fase de la luz que sale la otra cara.

Las “pantallas del LED son moduladores pálidos espaciales; están tan las matrices del micromirror en los proyectores, en los cuales los espejos giran,” él dijeron. “Cada pixel cambia la intensidad de la luz, y usted ve una imagen. Un SLM es Tan uno de los elementos básicos de sistemas ópticos, pero su velocidad de transferencia es limitada; algunos pueden conseguir hacia abajo a los microsegundos, que es aceptable para las visualizaciones y la proyección.

“Pero si usted quiere realmente hacer la tratamiento de la información, si usted quiere poner datos en cada pixel, después esa velocidad no es bastante bueno.” Xu dijo que el dispositivo de las personas del Arroz “puede potencialmente modular una señal en más de 10 gigabites por segundo.

“Qué mostramos aquí es muy diferente qué gente ha estado haciendo,” de él dijo. “Con este dispositivo, podemos hacer matrices muy grandes con el alto rendimiento. Nuestro dispositivo se basa en el silicio y se puede fabricar en una fábrica comercial del CMOS, y puede ejecutarse en muy de alta velocidad. Pensamos que esto puede aumentar proporcionalmente básicamente la capacidad de los sistemas de tratamiento de la información óptica por una orden de varias magnitudes.”

Como un ejemplo, él sugirió que el dispositivo podría dar la cámara del único-pixel en el revelado en el Arroz - que tardó al principio ocho horas para tramitar una imagen - la capacidad de manejar el vídeo en tiempo real.

“O usted podría tener un arsenal de millón de pixeles, y esencialmente tiene millón de canales de producción de datos en su sistema, con todo este tratamiento de señales paralelamente,” él dijo. “Si cada pixel se ejecuta solamente en los kilociclos apresura, usted no consigue mucha de una ventaja comparada con los sistemas microelectrónicos. Pero si cada pixel está trabajando en el nivel del gigahertz, es una diversa historia.”

Aunque las antenas de Xu no serían convenientes para el general que calcula, él dijo, podrían ser capaces de las tareas de tramitación ópticas que son comparables en potencia a los superordenadores. La “tratamiento de la información Óptica no es muy caliente,” él admitió. “Rápido-no está revelando ahora como el plasmonics, nanophotonics, esas áreas. Pero espero que nuestro dispositivo pueda poner un cierto entusiasmo nuevamente dentro de ese campo.”

Fuente: http://www.rice.edu

Last Update: 19. November 2012 15:24

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