Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Search the Community

Showing results for tags 'fotonika'.



More search options

  • Search By Tags

    Type tags separated by commas.
  • Search By Author

Content Type


Forums

  • Nasza społeczność
    • Sprawy administracyjne i inne
    • Luźne gatki
  • Komentarze do wiadomości
    • Medycyna
    • Technologia
    • Psychologia
    • Zdrowie i uroda
    • Bezpieczeństwo IT
    • Nauki przyrodnicze
    • Astronomia i fizyka
    • Humanistyka
    • Ciekawostki
  • Artykuły
    • Artykuły
  • Inne
    • Wywiady
    • Książki

Find results in...

Find results that contain...


Date Created

  • Start

    End


Last Updated

  • Start

    End


Filter by number of...

Joined

  • Start

    End


Group


Adres URL


Skype


ICQ


Jabber


MSN


AIM


Yahoo


Lokalizacja


Zainteresowania

Found 10 results

  1. Polarytony, kwazicząsteczki powstałe wskutek silnego sprzężenia fotonów i ekscytonów, wykazują jeszcze silniejsze sprzężenie, gdy trafiają do półprzewodnikowych struktur o wielkościach liczonych w nanometrach. To ważne odkrycie na polu fotoniki, dzięki której mogą powstać szybsze i mniejsze układy scalone, wykorzystujące do obliczeń i przesyłania danych światło w miejsce elektronów. Ekscyton to połączenie elektronu, który ma ładunek ujemny, z dziurą o ładunku dodatnim. Światło oscyluje w polu elektromagnetycznym, zatem może łączyć się z ekscytonami. Gdy ich częstotliwości są zgodne, ich oscylacje wzmacniają się - wyjaśnia profesor Ritesh Agarwal z University of Pennsylvania. Silne sprzężenie światła z materią to jedno z podstawowych zjawisk, na których opiera się fotonika. Dotychczas jednak przypuszczano, że siła ta zależy od półprzewodnika, w których znajdują się polarytony i jest w nim niezmienna. Tymczasem zespól Agarwala wykazał, że dzięki odpowiedniemu procesowi produkcyjnemu półprzewodnika można zmieniać siłę sprzężenia. Do wielkości mniej więcej mikrometra siła sprzężeń w półprzewodniku jest stała. Jeśli jednak zejdzie się poniżej 500 nanometrów to, jak wykazaliśmy, siła ta dramatycznie rośnie - mówi Agarwal. Już wcześniej próbowano tworzyć w półprzewodnikach tak małe polarytonowe wnęki, jednak chemiczne wytrawianie używane przy produkcji tego typu struktur niszczyło powierzchnię półprzewodników, a powstałe w ten sposób niedoskonałości więziły ekscytony czyniąc je bezużytecznymi. Nasze nanokable z siarczku kadmu samodzielnie układają się w pożądane struktury, nie stosujemy chemicznego wytrawiania. Mimo to jakość powierzchni jest wciąż czynnikiem decydującym, dlatego też opracowaliśmy nową technikę pasywacji powierzchni. Hodujemy na powierzchni nanokabli powłokę z tlenku krzemu, co znacznie poprawia ich właściwości optyczne - wyjaśnia uczony. Taka powłoka wypełnia niedoskonałości na powierzchni nanokabli, zapobiegając uwięźnięciu w nich ekscytonów. Uczeni opracowali też narzędzia i techniki służące do pomiaru siły sprzężenia światła z materią. Im silniejsze jest to sprzężenie, tym lepiej działają fotoniczne przełączniki. Tranzystory elektryczne działają dzięki temu, że elektrony wchodzą ze sobą w interakcje. Fotony tego nie robią. Aby takie przełączniki działały konieczne jest połączenie właściwości fotonów z materiałem, w którym się znajdują - dodaje Agarawal.
  2. Intel poinformował o dokonaniu niezwykle ważnego kroku na drodze do zastąpienia podzespołów elektronicznych układami fotonicznymi. Koncern pokazał prototyp pierwszego w historii bazującego na krzemie łącza optycznego ze zintegrowanym laserem. Już w tej chwili jest ono w stanie przesyłać dane na duże odległości z prędkością 50 gigabitów na sekundę. Obecnie do przesyłania danych w urządzeniach elektronicznych wykorzystywana jest miedź. Sygnał elektryczny ulega w niej degradacji, dlatego też podzespoły muszą być umieszczone blisko siebie. Tylko dzięki temu jesteśmy w stanie osiągnąć odpowiednią jakość sygnału i duże prędkości jego przepływu. Wykorzystanie wynalazku Intela oznacza, że dane można będzie przesyłać szybciej i na większe odległości. To z kolei wpłynie w przyszłości na sposób projektowania komputerów i całkowicie zmieni architekturę centrów bazodanowych. Dzięki krzemowej fotonice poszczególne elementy superkomputerów czy części bazy danych nie będą musiały znajdować się blisko siebie. Będzie można rozsiać je wygodnie po całym budynku lub nawet zespole budynków. Z kolei w domu, za pomocą cienkiego kabla optycznego będziemy mogli połączyć odtwarzacz wideo z olbrzymim ekranem znajdującym się w innym pomieszczeniu i mieć pewność, że uzyskany obraz będzie niezwykle wysokiej jakości. Zastąpienie łączy miedzianych optycznymi umożliwi zbudowanie jeszcze potężniejszych superkomputerów niż obecnie. Justin Rattner, prezes ds. technologicznych Intela, powiedział, że 50-gigabitowe optyczne łącze posłuży inżynierom koncernu do testowania i rozwijania nowych pomysłów. Celem firmy jest opracowanie technologii, która pozwoli na tanie przesyłanie olbrzymich ilości danych za pomocą szybkich łączy bez konieczności używania egzotycznych materiałów, takich jak np. arsenek galu. Najnowsze osiągnięcie Intela było możliwe dzięki wcześniejszym badaniom, podczas których wynaleziono m.in. pierwszy krzemowy laser czy wysoko wydajne optyczne modulatory i fotodetektory. O osiągnięciach tych informowaliśmy w przeszłości. Teraz Intel wykorzystał cztery lasery, w których świetle dane są kodowane z prędkością 12,5 Gb/s. Promienie są następnie łączone, dzięki czemu uzyskujemy przepływ danych rzędu 50 gigabitów na sekundę. Na drugim końcu łącza znajduje się układ, który ponownie rozdziela promienie i kieruje je do czterech fotodetektorów, zamieniających dane w sygnały elektryczne. Całość została wykonana przy użyciu technik i materiałów używanych obecnie w przemyśle półprzewodnikowym. Opisanej powyżej technologii nie zobaczymy jednak w najbliższym czasie w naszych komputerach. Intel chce ją skomercjalizować dopiero wówczas, gdy uda się osiągnąć transfer danych rzędu 1 Tb/s. Inżynierowie koncernu pracują zatem nad umieszczeniem w układzie większej liczby laserów oraz nad zwiększeniem prędkości pracy modulatora. Jednak co nieco z prac Intela trafi w nasze ręce w nieodległym czasie. Firma pracuje bowiem jednocześnie nad technologią Light Peak, której celem jest opracowanie technologii optycznej, która będzie w stanie przesyłać na firmowej platformie dane z prędkością 10 Gb/s bez względu na rodzaj wykorzystanego protokołu.
  3. IBM zaprezentował technologię CMOS Integrated Silicon Nanophotonics (CISN) i zapowiedział, że już w przyszłym roku pojawią się układy scalone, które będą przesyłały dane za pomocą impulsów światła. Technologia CMOS z krzemową nanofotoniką, która opracowaliśmy w IBM-ie może spełniać wymagania stawiane przed systemami eksaskalowymi poprzez skalowanie przepustowości i zwiększanie gęstości upakowania poszczególnych elementów - powiedział Will Green z IBM-a. Od kilku lat słyszymy, że IBM, Intel, HP, NEC, IMEC Samsung i dziesiątki innych firm pracują nad krzemową fotoniką, która ma być przyszłością technologii CMOS. Teraz Błękitny Gigant ogłosił, że jego specjalistom udało się rozwiązać problemy związane ze zintegrowaniem fotoniki z elektroniką i konwersją sygnałów elektrycznych w optyczne i na odwrót. W związku z tym technologia CISN trafi do komercyjnych układów scalonych już w przyszłym roku. Sytuacja podobna jest do tej, gdy Marconi zademonstrował pierwszą radiową transmisję przez Atlantyk. Dzisiaj oceany dzielą systemy cyfrowe, płyty główne i układy scalone, ale IBM udowodnił, że optyczne łącza mogą przekraczać te oceany za pomocą tradycyjnej litografii CMOS - stwierdził Rick Doherty, analityk z firmy The Evisioneering Group. Ostatnim z głównych problemów, które niedawno rozwiązał IBM na drodze do komercjalizacji CISN, było nałożenie warstwy germanu w technologii CMOS. Już wcześniej firma Freescale we współpracy z Luxterą pokazały sposób na nakładanie germanu w ostatnim etapie produkcji. Inżynierowie IBM-a opracowali metodę nakładania go na samym początku, dzięki czemu udało się aż 10-krotnie zmniejszyć przestrzeń zajmowaną przez komponenty optyczne. To z kolei pozwoliło na umieszczenie optycznych nadajników/odbiorników na powierzchni zaledwie połowy milimetra kwadratowego i zintegrowanie ich z 65-nanometrowym układem CMOS. Technologia CISN pozwala na budowę bloków o wymiarach 4x4 milimetry, umożliwiających przepustowość rzędu terabita na sekundę. IBM przewiduje, że w najbliższych latach CISN będzie coraz szerzej używana i udoskonalana tak, iż do roku 2016 zostanie wykorzystana do łączenia rdzeni w pojedynczym procesorze.
  4. Intel jest jednym ze światowych liderów badań nad krzemową fotoniką. Firma ma na tym polu duże osiągnięcia, o których informowaliśmy już niejednokrotnie. Tym razem, podczas International Solid State Circuits Conference przedstawiciel Intela Ian Young opisał postępy, które jego koncern poczynił w pracach nad stworzeniem fotonicznych komputerów. Firma chce w przyszłości zastąpić wszystkie elektryczne połączenia pomiędzy układami scalonymi połączeniami optycznymi. Young opisał ośmiokanałowe urządzenie, które zostało wykonane w laboratoriach Intela w technologii 90 nenometrów. Jest ono w stanie wysyłać i odbierać dane zakodowane w optycznym sygnale z prędkością 10 gigabitów na sekundę. Intel chce osiągnąć w przyszłości prędkość rzędu 100 GB/s do 1 TB/s. Prototypowy układ to mikroprocesor na którym umieszczono podzespoły optyczne. Jako, że tworzą one osobną warstwę, nie wpływają na pracę tranzystorów i umożliwiają łatwe przesyłanie oraz odbiór światła. Optyczne rozwiązania stają się koniecznością. Wzrastająca wydajność mikroprocesorów i rosnąca liczba rdzeni wymagają zastosowania coraz szybszych połączeń. Young przewiduje, że w przyszłości będą musiały one charakteryzować się wydajnością rzędu 200 GB/s do 1 TB/s. Elektryczne połączenia o takiej wydajności będą coraz bardziej trudne do wykonania i będą wymagały użycia kosztownych materiałów. Stąd propozycja by prąd elektryczny zastąpić światłem. W przedstawionym podczas ISSCC dokumencie Intel opisał cel, do którego dąży. Jest nim zintegrowanie z procesorem światłowodów z azotku krzemu, detektorów połączonych z tymi światłowodami oraz elektrooptycznych polimerowych modulatorów. Firma stara się przy tym, by wdrożenie nowych technologii nie wymagało radykalnych zmian w procesie produkcyjnym i by elementy optyczne mogły być umieszczane w układzie przez tę samą linię, która umieści w nim tranzystory.
  5. Inżynierowie Intela zaprezentowali rekordowo wydajny krzemowy fotodetektor. Urządzenie, pracujące z częstotliwością 340 GHz to kolejne znaczące osiągnięcie na polu krzemowej fotoniki. Po raz pierwszy w historii krzemowa fotonika osiągnęła większą wydajność, niż urządzenia fotoniczne oparte na pierwiastkach z grup III i IV, w tym przypadku większą niż fosforek indu - mówi Mario Paniccia, dyrektor intelowskiego laboratorium, w którym powstał fotodetektor. Rozpoczynając nasze prace, założyliśmy, że chcemy stworzyć krzemowe urządzenie o wydajności sięgającej co najmniej 90% wydajności urządzeń zbudowanych z egzotycznych pierwiastków. A udało nam się zbudować urządzenie o wydajności większej, niż taka, jaką można osiągnąć za pomocą fosforku indu - dodaje. Urządzenia zbudowane z krzemu będą wielokrotnie tańsze niż te wykorzystujące egzotyczne pierwiastki. Paniccia wierzy, że z czasem całą fotonikę będzie można przestawić na krzem. Wyjątkiem będą lasery, które wymagają niewielkich ilości germanu. Krzemowe urządzenia fotoniczne znajdą zastosowanie nie tylko w sieciach telekomunikacyjnych, ale również w komputerach optycznych, systemach działających na podczerwień czy aparatach fotograficznych.
  6. Grupa naukowców z University of South California otrzymała od DARPA dofinansowanie w wysokości 4,3 miliona dolarów. Pieniądze zostaną przeznaczone na prace nad optycznym przetwarzaniem informacji. Obecnie, oczywiście, wykorzystuje się światło do przekazywania informacji. Światłowody mają większa pojemność niż kable metalowe (którymi dane są przekazywane za pomocą sygnałów elektrycznych) i pozwalają na szybszą transmisję. Jednak przetwarzanie danych optycznych jest bardzo skomplikowane. Najczęściej polega ono na konwersji sygnałów optycznych do elektrycznych, często tylko po to, by je przetworzyć, a następnie dokonuje się kolejnej konwersji na sygnał optyczny i przesyła dalej. Fotonika zwykle nie jest w stanie konkurować z elektroniką w dziedzinie przetwarzania danych - mówi profesor Alan Willner. Krzemowe tranzystory są bardzo tanie i są w stanie dokonywać operacji, które jest bardzo trudno wykonać za pomocą światła - dodaje. Jednak, gdyby uniknąć konieczności przetwarzania sygnałów pomiędzy elektrycznym a optycznym, można by zaoszczędzić zarówno na budowie i utrzymaniu sieci, jak i na energii. Dlatego też Willner wraz z Robertem Hellwarthem pracują nad "dostrajalnymi opóźnieniami optycznymi". Naukowcy proponują konwersję każdego ze strumieni światła na specyficzny kolor i przefiltrowanie danych przez materiał, który będzie oddzielał jedną długość fali od drugiej. Dzięki temu, jak mają nadzieję, będą w stanie przetwarzać optyczne informacje bez pośrednictwa elektroniki. Co więcej, ich technologia pozwala na buforowanie informacji, co może się przydać, jeśli uda się zwolnić światło. Dotychczas uczonym udało się rozdzielić strumień danych o przepustowości 80 Gb/s na dwa strumienie po 40 Gb/s. W przyszłości chcą pracować z przepustowościami liczonymi w setkach gigabajtów na sekundę i myślą nad stworzeniem systemu, który będzie w stanie spowolnić światło nawet na 5 mikrosekund.
  7. Każdy, kto interesuje się technikami transmisji danych, świetnie zdaje sobie sprawę z przewagi, jaką mają światłowody nad kablami miedzianymi. Choć z przyczyn ekonomicznych i technicznych te ostatnie wciąż mają się całkiem dobrze, dzięki naukowcom z Ames Laboratory (działającym na Iowa State University) już wkrótce mogą trafić do lamusa. Stojący na czele zespołu badawczego Rana Biswas twierdzi bowiem, że trwają prace nad idealnym sposobem zarządzania i globalnej dystrybucji ogromnych ilości danych w przewodach optycznych. Nowa technologia bazuje na "trójwymiarowych" kryształach fotonicznych, które pełnią rolę filtra, pozwalającego dodawać kanały na drodze światłowodu oraz je odejmować (ang. add-drop filter). Wspomniany filtr pozwala optymalnie wykorzystać dostępne pasmo przez ograniczenie "zasięgu" wybranego kanału jedynie do odcinka łączącego nadawcę z odbiorcą danych. Kanałów tych można dziś zmieścić w światłowodzie do 160, a dzięki opisywanej technice, efektywna pojemność łącza jest zwielokrotniana. Podobne urządzenia nie są co prawda niczym nowym, jednak dotychczas stosowane rozwiązania charakteryzowały się pewnymi ograniczeniami, np. dopiero opisywany kryształ zapewnia stabilną, wysoką jakość sygnału. Obecnie naukowcy pracują nad udoskonaleniem filtra optycznego. Ponieważ od jego rozmiaru zależą obsługiwane długości fal światła, konieczna jest miniaturyzacja kryształów do około 1,5 mikrometra. Jak twierdzą badacze, osiągnięcie tego rozmiaru stanowi niemałe wyzwanie.
  8. Na rynku zadebiutowało pierwsze w historii krzemowe urządzenie wykorzystujące fotonikę. Dotychczas jedynie w naukowych laboratoriach udało się wykorzystać krzem do przesyłania sygnałów za pomocą światła. Firma Luxtera, która wyłoniła się z California Institute of Technology (Caltech), oferuje pierwszy kabel optyczny bazujący na takiej samej technologii, jak mikroprocesory. Dzięki zastosowaniu taniego krzemu kabel Blazar o przepustowości 40 gigabitów kosztuje tyle, co obecnie stosowane kable o dwukrotnie mniejszej przepustowości. Współczesna fotonika korzysta bowiem z drogich materiałów, takich jak niobek litu czy fosforek indu. Blazar powstał dzięki standardowej technice complementary-metal-oxide-semiconductor (CMOS). To pierwszy przypadek zastosowania procesu CMOS do produkcji urządzenia wykorzystywanego w fotonice – mówi Cary Gunn, prezes Luxtery. Badania, które doprowadziły do wyprodukowania Blazara, trwały osiem lat. Nowy kabel trafi najpierw do wysoko wydajnych centrów obliczeniowych i posłuży do budowy klastrów. Obecnie do łączenia poszczególnych komputerów używa się kabli miedzianych i światłowodów. Te pierwsze zapewniają niższą przepustowość i grzeją się, ale są tanie, natomiast światłowody charakteryzują się dużą przepustowością, ale i wysoką ceną. Wpływają na nią przymocowane do kabla drogie urządzenia nadawczo-odbiorcze. W kablach Luxtery zastosowano odbiornik, który korzysta ze standardowego lasera z fosforku indu. Światło lasera jest rozdzielane na cztery promienie, z których każdy przechodzi przez krzemowy modulator. Do modulatora wysyłany jest też sygnał elektryczny, kodowany następnie w świetle z prędkością 10 gigabitów na sekundę. Światło z modulatorów trafia do kolejnego krzemowego urządzenia, zwanego holograficznymi soczewkami, i stamtąd wpuszczane jest w sam kabel. Holograficzne soczewki są nadrukowane techniką litograficzną na powierzchni układu scalonego i zastępują drogi zestaw soczewek stosowany w obecnie używanych kablach. Na drugim końcu kabla światło z zakodowanymi danymi trafia do kolejnych holograficznych soczewek, które rzutują je na fotodetektory. Te z powrotem zamieniają światło w sygnał elektryczny i przesyłają dane do odbiornika. Na każdym z końców Blazara znajduje się układ scalony, zawierający zarówno nadajnik, jak i odbiornik.
  9. Intel informuje o przełomowych badaniach na polu krzemowej fotoniki. W laboratoriach firmy powstał laserowy modulator, który koduje optyczne dane z prędkością 40 gigabitów na sekundę. Inżynierowie Intela uważają, że w przyszłości do przesyłania danych pomiędzy podzespołami płyty głównej komputera można będzie wykorzystać światło. Łącza optyczne pozwoliłyby przede wszystkim na znacznie szybszy transfer informacji. Specjaliści Intela uważają, że w najbliższym czasie krzemowe modulatory laserowe mogą umożliwić przepływ danych z prędkością terabita na sekundę. Ponadto wykorzystanie łączy optycznych to niższy pobór prądu i mniejsze wydzielanie ciepła. Nad wykorzystaniem krzemu w fotonice pracuje wiele firm i ośrodków naukowych. Krzemowe podzespoły są tanie i łatwe w produkcji, nic więc dziwnego, że trwa wyścig pomiędzy chętnymi do zaistnieniu na rynku krzemowej fotoniki. Jednym z głównych podzespołów systemu jest modulator, używany do kodowania danych w strumieniu światła. Obecnie dostępne w handlu modulatory pracują z prędkością 10 gigabitów na sekundę i zbudowane są z dość egzotycznych, a więc drogich, materiałów, takich jak nioban litu. Intel postanowił zbudować modulator szybszy i tańszy. Główną trudnością był fakt, że krystaliczny krzem nie posiada odpowiednich właściwości, które pozwoliłby na wykorzystanie go w tej roli. Inżynierom udało się jednak zmienić indeks refrakcyjny krzemu i modulować w ten sposób światło w krysztale. To nie pierwsze przełomowe osiągnięcie tej firmy. W 2004 roku Intel wyprodukował pierwszy modulator, który pracował z częstotliwością gigaherca, był więc 50-krotnie szybszy niż inne krzemowe modulatory. Od tamtego czasu inżynierowie koncernu stworzyli 10-gigabitowe modulatory krzemowe. W styczniu 2007 roku Intel pokazał krzemowy modulator optyczny, który można było skalować do prędkości 10 Gb/s i pokazał, że za jego pomocą można przesłać dane z prędkością 30 Gb/s. Prezentując swoje najnowsze dzieło, naukowcy Intela stwierdzili: używając 40-gigabitowego modulatora krzemowego oraz hybrydowego krzemowego lasera, możemy w najbliższej przyszłości umieścić w pojedynczym układzie scalonym cały szereg urządzeń, które będą przekazywały dane z prędkością liczoną w terabitach na sekundę.
  10. Inżynierowie z Laboratoriów Bella wyprodukowali krzemowe filtry dla sieci optycznych. Dzięki nim spadną koszty budowy i zwiększania przepustowości sieci komputerowych. Dodatkową zaletą krzemowych filtrów jest fakt, że pozwolą one na zastosowanie łączy optycznych w samych komputerach. Obecnie połączenia tworzone są z miedzi, w której sygnał płynie znacznie wolniej, niż w światłowodzie. Wykorzystanie w fotonice tanich materiałów jest kluczowym elementem, który umożliwi szersze wykorzystywanie przesyłania danych za pomocą światła. Fotonika czyli elektronika wykorzystująca fotony (światło) zamiast elektronów (prąd) tradycyjnie bazuje na drogich materiałach. Urządzenia takie jak lasery (wysyłają światło w łączach optycznych), detektory (odbierają sygnał z laserów), modularoty (kodują dane w strumieniu światła z lasera) i filtry (oczyszczają sygnał) tworzone są z drogiego arsenku galu czy fosforku indu. W 2005 roku inżynierom Intela udało się skonstruować pierwszy krzemowy laser. W ciągu ostatnich dwóch lat wiele uczelni i instytutów naukowych ogłosiło powstanie podobnych urządzeń opartych na krzemie. Teraz doszły do tego filtry – bardzo istotne komponenty sieci. Sygnał podróżujący w sieciach optycznych, ulega zakłóceniom. Filtry oczyszczają go z nich, odpowiednio modyfikując fazę fali światła i jej amplitudę. Światło, wpadając do krzemowego filtra, jest rozdzielane na wiele promieni. Każdy z nich wędruje następnie przez całą serię pętli, zwanych rezonatorami pierścieniowymi, w których dochodzi do wyregulowania fazy i amplitudy światła. Następnie promienie ponownie są scalane i tak oczyszczony sygnał wysyłany jest w dalszą podróż. Sanjay Patel, odpowiedzialny w Bell Labs za badania nad fotoniką mówi, że cała sztuczka polega na tym, by stworzyć takie rezonatory, żeby zadziałały one nawet wówczas, gdy nie będą miały idealnego kształtu, który w krzemie trudno jest osiągnąć. Innymi słowy, chodziło o stworzenie takiego filtra, który będzie działał nawet z uwzględnieniem naturalnych niedoskonałości krzemu. To nie filtr. To superfiltr – skomentował prace kolegów Alan Willner, profesor z University of Souther California. To kolejne z urządzeń, które umożliwi szybsze przesyłanie większej ilości danych na większe odległości, stwierdził. Sanjay Patel mówi, że krzemowe filtry powinny zostać zastosowane w praktyce w ciągu 3-5 lat.
×
×
  • Create New...