Nanotechnologia

Inżynierowie ze Stanford zaprojektowali i zbudowali urządzenie podobne do pryzmatu, rozszczepiające światło oraz kierujące promienie w pożądanych kierunkach, co na dłuższą metę może oznaczać, że komputery będą wykorzystywać światło, a nie elektryczność do przechowywania danych.

To tak zwane łącze optyczne jest maleńkim plastrem krzemu z wyrytym wzorem przypominającym kod kreskowy. Gdy promień jest na nie kierowany, pojawiają się dwa różne kolory światła (dwie różne fale) ułożone pod takim kątem by stworzyć literę „T”. Jest to milowy krok w stronę utworzenia kompletnego systemu komputerowego łączącego urządzenia za pomocą światła, a nie przewodów.

Profesor Jelena Vuckovic, inżynier kierujący projektem wyjaśnia: ”światło może przenieść większą ilość danych niż przewód, oraz wykorzystuje przy tym mniejsza ilość energii, przenosząc fotony, a nie elektrony”. We wcześniejszej pracy jej zespół opracował algorytm automatyzujący proces projektowania struktur optycznych i umożliwiający stworzenie nanostruktur kontrolujących światło, co wcześniej było nie do pomyślenia. Obecnie, Vuckovic wraz z doktorantem Alexandrem Piggottem, wykorzystują algorytm do projektowania, tworzenia i testowania łącza kompatybilnego z sieciami światłowodowymi.

Struktura ta została utworzona poprzez wytrawienie malutkiego wzoru podobnego do kodu kreskowego na płytce krzemowej, która rozszczepia światło jak mały pryzmat. Naukowcom udało się uzyskać taki efekt dzięki wykorzystaniu właściwości światła, które zmienia prędkość w różnych materiałach. To co nazywamy prędkością światła, to jego szybkość w próżni. Światło porusza się wolniej w powietrzu, a jeszcze wolniej w wodzie. Właśnie ta właściwość sprawia, że odbicie rurki w szklance z wodą wydaje się przesunięte.

Badacze stworzyli ten wzór z góry projektując jego pożądane funkcje. Vuckovic mówi: „chcieliśmy sprawić, by oprogramowanie zaprojektowało strukturę określonej wielkości, podając jedynie pożądane wejścia i wyjścia urządzenia”.

Wcześniejsze projekty struktur nanofotonicznych były oparte na regularnych wzorach geometrycznych oraz na intuicji projektanta. Algorytm naukowców ze Stanford umożliwia wytworzenie takich struktur w 15 minut na ekranie komputera.

Źródło artykułu

Źródło grafiki