По принципу действия новое фотонное устройство напоминает электрический диод: оно пропускает свет в прямом направлении и блокирует его прохождение в обратном
По принципу действия новое фотонное устройство напоминает электрический диод: оно пропускает свет в прямом направлении и блокирует его прохождение в обратном

По принципу действия устройство напоминает электрический диод. Оно пропускает свет в прямом направлении и блокирует его прохождение в обратном. Это позволяет минимизировать интерференцию, возникающую при объединении множества источников света в компактном оптическом элементе.

«Однонаправленный поток очень важен для интеграции фотонных компонентов в одном чипе», — отметил исследователь из Калтеха Лянь Фэнь, один из авторов публикации в журнале Science.

«Эти исследования стали очередным этапом на пути создания кремниевых микросхем с оптическими компонентами», — добавил Нассер Пейгамбарян, профессор оптики Аризонского университета, хорошо знакомый с результатами проекта.

Микросхемы подобного рода можно было бы использовать в сетевом оборудовании: коммутаторах и маршрутизаторах. В современных сетях большой протяженности передача данных осуществляется по волоконно-оптическим кабелям в виде потоков фотонов, однако коммутация и маршрутизация по-прежнему выполняются в электронном виде. Таким образом, трафик данных необходимо преобразовывать из световой формы в электронную и обратно.

«В процессе преобразования оптических потоков в электронные какая-то часть данных теряется, — подчеркнул Фэнь. — Потерянные пакеты нужно передать заново, что снижает общую эффективность системы. Используя только оптические технологии, мы можем исключить подобные потери. Это более прямой и эффективный с точки зрения энергопотребления путь».

«Для построения недорогих сетей с низким энергопотреблением число преобразований из оптической формы в электронную и обратно необходимо свести к минимуму», — вторит ему Пейгамбарян.

Исследователи из Калтеха и Сан-Диего — не первые, кто пытается создать волновод или вентиль такого типа. Однако предыдущие прототипы создавались с использованием экзотических материалов, а это не позволяло наладить массовое производство недорогого оборудования. Изготовив устройство из кремния, исследователи сделали еще один шаг в направлении организации широкомасштабного производства высокоскоростного сетевого оборудования по низкой цене.

«Участники проекта представили отличную технологию, — отметил Пейгамбарян. — Их работа стала важным этапом на пути к организации оптических вычислений — созданию компьютеров, которые будут обрабатывать данные, представленные в виде фотонов, таким же образом, как сегодняшние компьютеры манипулируют электронными данными. Но путь этот долог и труден. Скорее всего появления таких компьютеров — если их вообще удастся построить — придется ждать не одно десятилетие».