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Le Unità Microscopiche Permettono alla Manipolazione di Luce Infrarossa all'Alta velocità

Published on November 17, 2012 at 4:40 AM

Un'unità che assomiglia ad un'asse per lavare minuscola può pulire gli orologi dei prodotti commerciali correnti utilizzati per manipolare la luce infrarossa.

Il silicio Cristallino si siede fra due elettrodi in un antenna-su-un-chip microscopico progettato dai ricercatori alla Rice University. Il chip, un modulatore leggero spaziale, coppie con luce incidente e rende a velocità molto elevata possibile la manipolazione di luce infrarossa per trattamento del segnale ed altre applicazioni ottiche. (Credito: Gruppo/Rice University di Xu)

La Nuova ricerca dal laboratorio di Rice University di Qianfan Xu ha prodotto un modulatore leggero spaziale del micron-disgaggio (SLM) come quelli usati in unità di rappresentazione e di percezione, ma con il potenziale di eseguire gli ordini di grandezza più velocemente. A Differenza di altre unità in chip semiconduttori bidimensionali, i chip del Riso funzionano “nello spazio libero tridimensionale.„

Xu ed i suoi colleghi del Riso hanno dettagliato il loro antenna-su-un-chip per modulazione leggera questa settimana in aperto Access della Natura, Rapporti Scientifici del giornale online.

La manipolazione di indicatore luminoso è diventato centrale all'economia dell'informazione. Pensi ai compact disc riflettenti la luce e le loro video varianti e tutte le direzioni che i laser sono utilizzati, dalla percezione a protezione a chirurgia. L'Indicatore Luminoso porta i dati attraverso le fibre ottiche per le telecomunicazioni ed i segnali sul disgaggio molecolare mentre le tecniche di fotonica migliorano. Le visualizzazioni della televisione di potenza dei Diodi a emissione luminosa (per i visualizzatori che innestano i periferici infrarossi) e stanno cominciando a sostituire le lampadine inefficienti nelle case.

Ma nello spazio del computer, l'indicatore luminoso è stato limitato ed imbavagliato da circuiti bidimensionali, legati alle guide d'onda che lo muovono di qui verso là, Xu ha detto. Lui ed i suoi colleghi precisano nel nuovo documento che i 2-D sistemi non riescono ad approfittare “della capacità massiccia di multiplazione dell'ottica„ permessa dal fatto che “i raggi luminosi multipli possono propagare nello stesso spazio senza pregiudicarsi.„

I ricercatori vedono il grande potenziale per libero spazio SLMs nelle applicazioni olografiche, di misura e di telerilevamento della rappresentazione, della visualizzazione.

Messi Semplicemente, i chip microscopici dello SLM del gruppo del Riso sono nervature del nanoscale di silicio cristallino che formano un'intercapedine che si siede in mezzo positivamente e negativamente bramme dei silici drogati connesse agli elettrodi metallici. Le posizioni delle nervature sono conforme al nanometro-disgaggio “le perturbazioni„ e sintonizzano l'intercapedine di risonanza per accoppiarsi con luce incidente fuori. Quell'accoppiamento tira la luce incidente nell'intercapedine. Soltanto la luce infrarossa attraversa silicio, ma catturato una volta dallo SLM, può essere manipolata come attraversa il chip all'altro lato. Il campo elettrico fra gli elettrodi gira a velocità molto elevata la trasmissione in funzione e a riposo.

SLMs Determinato è analogo ai pixel e Xu, un assistente universitario di elettrico e ingegneria informatica, vede la possibilità dei chip di fabbricazione che contengono milioni loro.

In fotonica integrata convenzionale, “Avete una schiera dei pixel e potete cambiare a velocità molto elevata la trasmissione di ogni pixel,„ ha detto. “Quando mettete quello nel percorso di un raggio ottico, potete cambiare l'intensità o la fase dell'indicatore luminoso che esce l'altro lato.

“Gli schermi del LED sono modulatori leggeri spaziali; così sono le schiere di micromirror in proiettori, in cui gli specchi girano,„ lui hanno detto. “Ogni pixel cambia l'intensità di indicatore luminoso e vedete un'immagine. Così uno SLM è uno degli elementi di base dei sistemi ottici, ma la loro velocità di commutazione è limitata; alcuni possono scendere ai microsecondi, che siano giuste per le visualizzazioni e la proiezione.

“Ma se realmente volete fare l'elaborazione delle informazioni, se volete mettere i dati su ogni pixel, quindi quella velocità non siete abbastanza buono.„ Xu ha detto che l'unità del gruppo del Riso “può potenzialmente modulare un segnale a più di 10 gigabit al secondo.

“Che Cosa mostriamo qui è molto differente che gente sta facendo,„ dal lui ha detto. “Con questa unità, possiamo fare le schiere molto grandi con alto rendimento. La Nostra unità è basata su silicio e può essere da costruzione in una fabbrica commerciale di CMOS e può funzionare a molto ad alta velocità. Pensiamo che questo possa riportare in scala basicamente sulla capacità dei sistemi ottici di elaborazione delle informazioni da un ordine di parecchie grandezze.„

Come esempio, ha suggerito che l'unità potrebbe dare la macchina fotografica del unico pixel in via di sviluppo a Riso - che all'inizio ha richiesto otto ore per elaborare un'immagine - la capacità di trattare il video in tempo reale.

“O potreste avere una schiera di milione pixel ed essenzialmente avete milione canali di flusso di dati nel vostro sistema, con tutto questo segnale che elabora parallelamente,„ ha detto. “Se ogni pixel funziona soltanto a kilohertz accelera, voi non ottiene molto di un vantaggio rispetto ai sistemi microelettronici. Ma se ogni pixel sta funzionando al livello del gigahertz, è una storia differente.„

Sebbene le antenne di Xu non siano adatte a generale che computa, disse, potrebbero essere capaci delle mansioni ottiche di trattamento che sono comparabili nella potenza ai supercomputer. “L'elaborazione delle informazioni Ottica non è molto calda,„ lui ha ammesso. “Rapido non sta sviluppandosi ora come il plasmonics, il nanophotonics, quelle aree. Ma spero che la nostra unità possa mettere una certa eccitazione nuovamente dentro quel campo.„

Sorgente: http://www.rice.edu

Last Update: 19. November 2012 15:23

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