Os Dispositivos Microscópicos Permitem a Manipulação da Luz Infra-Vermelha na Alta velocidade

Published on November 17, 2012 at 4:40 AM

Um dispositivo que olhe como uma tábua de lavar minúscula pode limpar os pulsos de disparo dos produtos comerciais actuais usados para manipular a luz infra-vermelha.

O silicone Cristalino senta-se entre dois eléctrodos em uma antena-em-um-microplaqueta microscópica projetada por pesquisadores em Rice University. A microplaqueta, um modulador claro espacial, pares com luz de incidente e fazem possível a manipulação da luz infra-vermelha muito em altas velocidades para o tratamento dos sinais e outras aplicações ópticas. (Crédito: Grupo de Xu/Rice University)

A pesquisa Nova pelo laboratório de Rice University de Qianfan Xu produziu um modulador claro espacial da mícron-escala (SLM) como aquelas usadas em dispositivos da detecção e de imagem lactente, mas com o potencial executar mais rapidamente ordens de grandeza. Ao Contrário de outros dispositivos em microplaquetas semiconducting bidimensionais, as microplaquetas do Arroz trabalham “no espaço livre tridimensional.”

Xu e seus colegas do Arroz detalharam sua antena-em-um-microplaqueta para a modulação clara esta semana no aberto-acesso da Natureza, Relatórios Científicos do jornal em linha.

A manipulação da luz tornou-se central à economia de informação. Pense sobre compacts disc luz-refletindo e suas variações video e todas as maneiras que os lasers são usados, da detecção à segurança à cirurgia. A Luz leva dados através das fibras ópticas para telecomunicações e sinais na escala molecular enquanto as técnicas do photonics melhoram. Os indicadores da televisão da potência dos diodos Luminescentes (para os visores que embreiam os telecontroles infravermelhos) e estão começando a substituir as ampolas incapazes nas HOME.

Mas no espaço do computador, a luz foi limitada e amordaçado pelos circuitos bidimensionais, amarrados aos medidores de ondas que os movem de aqui para lá, Xu disse. E seus colegas indicam no papel novo que os 2-D sistemas não se aproveitam “da capacidade maciça da multiplexação do sistema ótico” tornado possível pelo facto que “os feixes luminosos múltiplos podem propagar no mesmo espaço sem se afectar.”

Os pesquisadores vêem o grande potencial para o livre-espaço SLMs em aplicações da imagem lactente, do indicador, as holográficas, da medida e da detecção remota.

Postas Simplesmente, as microplaquetas microscópicas do SLM da equipe do Arroz são os reforços do nanoscale do silicone cristalino que formam uma cavidade que senta as lajes no meio positivamente e negativamente lubrificadas do silicone conectadas aos eléctrodos metálicos. As posições dos reforços são sujeitas à nanômetro-escala “perturbação” e ajustam a cavidade resonating para acoplar-se com luz de incidente fora. Esse acoplamento puxa a luz de incidente na cavidade. Somente a luz infra-vermelha passa através do silicone, mas capturado uma vez pelo SLM, pode ser manipulada como ela passa através da microplaqueta ao outro lado. O campo elétrico entre os eléctrodos desliga a transmissão sobre e muito em altas velocidades.

SLMs Individual é análogo aos pixéis, e Xu, um professor adjunto de elétrico e engenharia informática, vê a possibilidade de microplaquetas da fabricação que contêm milhões deles.

No photonics integrado convencional, “Você tem uma disposição de pixéis e você pode mudar a transmissão de cada pixel em um muito de alta velocidade,” disse. “Quando você põe aquele no trajecto de um feixe óptico, você pode mudar a intensidade ou a fase da luz que sai o outro lado.

Do “as telas DIODO EMISSOR DE LUZ são moduladores claros espaciais; são assim as disposições do micromirror nos projetores, em que os espelhos giram,” ele disseram. “Cada pixel muda a intensidade da luz, e você vê uma imagem. Assim um SLM é um dos elementos básicos dos sistemas ópticos, mas sua velocidade de interruptor é limitada; alguns podem obter para baixo aos microssegundos, que são aprovados para indicadores e projecção.

“Mas se você quer realmente fazer o processamento de informação, se você quer pôr dados sobre cada pixel, a seguir essa velocidade não é bom bastante.” Xu disse que o dispositivo da equipe do Arroz “pode potencial modular um sinal em mais de 10 gigabits de por segundo.

“O Que nós mostramos aqui é muito diferente que povos têm feito,” do ele disse. “Com este dispositivo, nós podemos fazer disposições muito grandes com rendimento alto. Nosso dispositivo é baseado no silicone e pode ser fabricado em uma fábrica comercial do CMOS, e pode ser executado em muito de alta velocidade. Nós pensamos que este pode basicamente escalar acima a capacidade de sistemas de processamento da informação óptica por um pedido de diversos valores.”

Como um exemplo, sugeriu que o dispositivo poderia dar a câmera do único-pixel durante o processo de desenvolvimento no Arroz - que tomou no início oito horas para processar uma imagem - a capacidade para segurar o vídeo do tempo real.

“Ou você poderia ter uma disposição de milhão pixéis, e tem essencialmente milhão canais de produção de dados em seu sistema, com todo este tratamento dos sinais paralelamente,” disse. “Se cada pixel é executado somente em quilohertz se apressa, você não obtem muita de uma vantagem comparada com os sistemas micro-electrónicos. Mas se cada pixel está trabalhando a nível do gigahertz, é uma história diferente.”

Embora as antenas de Xu não seriam apropriadas para o general que computa, disse ele, poderiam ser capazes das tarefas de processamento ópticas que são comparáveis na potência aos super-computadores. “O processamento de informação Óptica não está muito quente,” ele admitiu. “Rápido-não está revelando agora como o plasmonics, nanophotonics, aquelas áreas. Mas Eu espero que nosso dispositivo pode pôr algum excitamento de novo nesse campo.”

Source: http://www.rice.edu

Last Update: 19. November 2012 15:24

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