Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D

De Microscopische Apparaten Laten Manipulatie van Infrarood Licht bij Hoge Snelheid toe

Published on November 17, 2012 at 4:40 AM

Een apparaat dat als uiterst kleine washboard kijkt kan de klokken van huidige commerciële producten schoonmaken die worden gebruikt om infrarood licht te manipuleren.

Het Kristallijne silicium zit tussen twee elektroden in een microscopische antenne-op-a-spaander die door onderzoekers in Rice University wordt ontworpen. De spaander, een ruimte lichte modulator, koppelt aan inherent licht en maakt de manipulatie bij zeer hoge snelheden van infrarood licht voor signaalverwerking en andere optische toepassingen mogelijk. (Krediet: De Groep/Rice University van Xu)

Het Nieuwe onderzoek door het laboratorium van Rice University van Qianfan Xu heeft een micron-schaal ruimte lichte modulator als (SLM) die gebruikt in het ontdekken en weergaveapparaten, maar met het potentieel om grootteordes sneller in werking te stellen geproduceerd. In Tegenstelling Tot andere apparaten in tweedimensionale semiconducting spaanders, werken de spaanders van de Rijst in driedimensionele „vrije ruimte.“

Xu en zijn collega's van de Rijst detailleerden hun antenne-op-a-spaander voor lichte modulatie deze week in de open-toegang van de Aard, online dagboek Wetenschappelijke Rapporten.

De manipulatie van licht is centraal aan de informatieeconomie geworden. Denk over licht-wijst op compact-discs en hun videovarianten en alle manierenlasers worden gebruikt, van het ontdekken aan veiligheid aan chirurgie. Het Licht draagt gegevens door optische vezels voor telecommunicaties en signalen op de moleculaire schaal aangezien de photonicstechnieken verbeteren. De Lichtgevende televisie van de diodenmacht toont (voor kijkers die infrarode remotes clutching) en begint de inefficiënte gloeilampen in huizen te vervangen.

Maar in de computerruimte, is het licht gebonden en gekneveld door tweedimensionaal schakelschema, dat aan golfgeleiders wordt gebonden die het hier van tot daar leiden, bovengenoemde Xu. Hij en zijn collega's wijzen in het nieuwe document erop dat de 2-D systemen er niet in slagen om uit het „massieve het simultaan overseinen vermogen van optica“ voordeel te halen door het feit die mogelijk wordt gemaakt dat de „veelvoudige lichtstralen in de zelfde ruimte kunnen verspreiden zonder elkaar te beïnvloeden.“

De onderzoekers zien groot potentieel voor free-space SLMs in weergave, vertoning, holografische, metings en het verre ontdekken toepassingen.

Eenvoudig gezet, zijn de microscopische SLM van het team van de Rijst spaanders nanoscale ribben van kristallijn silicium die een holtezitting tussen positief en negatief gesmeerde siliciumplakken vormen die met metaalelektroden worden verbonden. De posities van de ribben zijn onderworpen aan nanometer-schaal „storingen“ en stemmen de resonerende holte om aan inherente lichte buitenkant te koppelen. Die koppeling trekt inherent licht in de holte. Slechts gaat het infrarode licht door silicium over, maar zodra gevangen door SLM, kan het worden gemanipuleerd aangezien het door de spaander aan de overkant overgaat. Het elektrische veld tussen de elektroden draait aan en uit bij zeer hoge snelheden de transmissie.

Individuele SLMs is analoog aan pixel, en Xu, een hulpprofessor van elektro en computertechniek, ziet de mogelijkheid om spaanders te vervaardigen die miljoenen hen bevatten.

In conventionele geïntegreerde photonics, „U hebt een serie van pixel en u kunt de transmissie zeer veranderen van elk pixel bij een hoge snelheid,“ hij zei. „Wanneer u dat in de weg van een optische straal zet, kunt u of de intensiteit of de fase van het licht veranderen dat uit de overkant komt.

De „LEIDENE schermen zijn ruimte lichte modulators; zo zijn micromirrorseries in projectoren, waarin de spiegels roteren,“ hij zei. „Elk pixel verandert de intensiteit van licht, en u ziet een beeld. Zo is SLM één van de basiselementen van optische systemen, maar hun omschakelingssnelheid is beperkt; wat kunnen neer aan microseconden worden, wat voor vertoningen en projectie o.k. is.

„Maar als u werkelijk informatieverwerking wilt doen, als u gegevens wilt zetten over elk pixel, dan is die snelheid niet goed genoeg.“ Xu zei het apparaat van het team van de Rijst „een signaal bij meer dan 10 gigabits per seconde kan potentieel moduleren.

„Wat wij hier tonen is zeer verschillend van welke mensen hebben gedaan,“ hij zei. „Met dit apparaat, kunnen wij zeer grote series met hoge opbrengst maken. Ons apparaat is gebaseerd op silicium en kan in een commerciële CMOS fabriek worden vervaardigd, en het kan bij zeer hoge snelheid lopen. Wij denken dit het vermogen van optische informatieverwerkingssystemen door een orde van verscheidene omvang kan fundamenteel verhogen.“

Als voorbeeld, stelde voor hij het apparaat de enig-pixelcamera in ontwikkeling bij Rijst kon geven - die bij het begin acht uren vergde om een beeld te verwerken - de capaciteit om video in real time te behandelen.

„Of u kon een serie van miljoen pixel hebben, en hoofdzakelijk miljoen kanalen van gegevensproductie in uw systeem, met al dit signaalverwerking parallel hiermee hebben,“ hij zei. „Als elk pixel slechts bij kilohertzsnelheden loopt, krijgt u veel van een voordeel niet dat met micro-electronische systemen wordt vergeleken. Maar als elk pixel op het Gigahertzniveau werkt, is het een verschillend verhaal.“

Hoewel de antennes van Xu niet voor algemene, zei hij, gegevensverwerking geschikt zouden zijn zouden zij voor optische verwerkingstaken geschikt kunnen zijn die in macht met supercomputers vergelijkbaar zijn. De „Optische informatieverwerking is niet zeer heet,“ hij liet toe. „Het zich snel-ontwikkelt niet op dit ogenblik als plasmonics, nanophotonics, die gebieden. Maar Ik hoop ons apparaat één of andere opwinding terug in dat gebied kan zetten.“

Bron: http://www.rice.edu

Last Update: 19. November 2012 15:23

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit