نور برای انتقال داده گزینه بسیار کارآمدتری نسبت به الکتریسیته و سیم است اما استفاده از نور در کامپیوترها یا ساخت کامیپوتر نوری تا حدودی مشکل ساز بوده است. یک تیم مهندسی به تازگی یک دستگاه ” لینک نوری ” جدید که از سیلیکون ساخته شده را اختراع کرده اند. این دستگاه که می تواند نور را با زاویه های درست خم کند، پیشرفت مهمی در زمینه جایگزینی سیم های کامپیوتر با نور و ساخت کامیپوتر نوری محسوب می شود. این تیم تحقیقاتی توسط یلنا یوکوویک از دانشگاه استنفورد رهبری می شود. مقاله مربوط به این دستاورد علمی در نشریه Scientific Reports منتشر شده است.
این دستگاه لینک نوری جدید و الگوریتم آن به ساخت کامپیوتر نوری کمک زیادی می کند
یوکوویک در اطلاعیه مطبوعاتی گفته است: ” نور می تواند نسبت به سیم داده های بیشتری را حمل کند و گذشته از این انتقال فوتون ها کمتر از انتقال الکترون ها انرژی مصرف می کند.”
این تحقیق براساس مطالعه قبلی این تیم انجام شده است که در آن تیم یوکوویک الگوریتمی را طراحی کردند که به برخی از دستگاه های نوری امکان توسعه خودکار را می داد. علاوه براین با این الگوریتم دستگاه های نوری می توانند نانوساختارهای ضروری برای دستکاری نور با هدف انتقال داده ها با نور را طراحی کنند.
همین الگوریتم به این تیم کمک کرده تا این لینک نوری را بسازند: یک قطعه سیلیکونی بسیار کوچک با حکاکی های عمودی در مقیاس نانو . این لینک که هشت میکرون طول دارد مثل یک منشور عمل می کند و پرتوهای نور را براساس طول موج می شکند. حکاکی های روی این لینک نوری طوری طراحی شده اند که نور را به یک زاویه 90 درجه در جهت مخالف راهنمایی می کنند و یک T تشکیل می دهند. توانایی دستکاری نور با این روش پیشرفت بسیار مهمی در زمینه انتقال داده ها با نور و طراحی کامیپوتر نوری می باشد.
در ساخت این لینک نوری به این دلیل از سیلیکون استفاده شده که شاخص انکسار (شاخصی برای مشخص کردن سرعت عبور نور از یک ماده) آن 3.5 است. این میزان به مراتب کمتر از عبور نور مادون قرمز از آب (1.3) یا هوا (1) می باشد. فضای بین خطوط حک شده روی لینک نوری به محققان این امکان را می دهد که با دقت بسیار نحوه انعکاس و انتقال نور را همزمان با حرکت نور بین هوا و سیلیکون دستکاری کنند.
یوکوویک درتبیین این روش گفته است: ” ما میخواستیم نرم افزار بتواند ساختار یک اندازه مشخص را تنها با استفاده از ورودی و خروجی مطلوب دستگاه طراحی کند. چندین سال است که محققان نانوفوتونیک با استفاده از هندسه و اشکال منظم، این ساختارها را می سازند. ساختاری که با استفاده از این الگوریتم تولید شده است، شبیه به هیچ یک از ساختارهایی که قبلاً طراحی شده اند نیست.”
هرچند این لینک نوری یک دستگاه بسیار مهم است اما ابتدا برای این الگوریتم از یک قطعه سیلیکون معمولی استفاده شد. خطوط حکاکی شده روی این قطعه سیلیکونی براساس پیش بینی صحیح مدل های محاسباتی با استفاده از بهینه سازی محدب اضافه شد. باوجود اینکه کامپیوتر باید چند صد آزمایش انجام می داد تا اطمینان یابد لینک نوری درست کالیبره شده است اما کل این فرایند تنها 15 دقیقه بطول انجامید.
الکساندر پیگوت یکی از اعضای این تیم درباره مزایای فوق العاده ای که ای الگوریتم فراهم کرده است، می گوید :” هیچ راهی وجود ندارد که از طریق تجزیه و تحلیل بتوانید چنین دستگاهی را طراحی کنید اما با این الگوریتم می توان اینکار را انجام داد.”
علاوه بر ساخت پرتوهای نور T شکل توسط این لینک نوری ، الگوریتم این تیم تحقیقاتی بی نهایت راه برای دستکاری نور ارائه کرده است که می تواند منجر به پیشرفت های بسیار بزرگی در زمینه انتقال داده ها با نور باشد.
دیدگاهتان را بنویسید
برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.