Коли дані, у вигляді імпульсів світла, передаються через оптоволоконний кабель, спеціальні електронні чипи на обох кінцях кабелю виконують перетворення електричних імпульсів в імпульси світла і навпаки. Але при з'єднанні напівпровідникового кристалу чипа та оптичного волокна виникає безліч технічних проблем, які, звичайно вирішуються за допомогою ретельної обробки поверхні торців волокон і з'єднання їх з оптичною віссю чипа. Міжнародна команда вчених розробила альтернативне рішення, що втілилося у вигляді оптичного волокна з вбудованими прямо у нього електронними напівпровідниковими ланцюгами.

Головна проблема у стикуванні чипа й оптичного волокна є чисто механічною. Досить просто неідеально зістикувати циліндричне волокно із плоским чипом, і від якості цього з'єднання прямо залежить надійність, і як наслідок, максимальна швидкість передачі даних по оптичному каналі. Як ідеальне з'єднання фотонної й електронної частин оптичного каналу вчені з університету Саутгемптона використали малюсінькі отвори в оптичному волокні. Використовуючи хімічні методи, що працюють під високим тиском, отвори, шар за шаром, були заповнені різними напівпровідниковими матеріалами, що сформували електронний ланцюг.

Світлові імпульси (білі кулі), які проходять крізь волокно можуть бути перетворені в електричні сигнали (меандр) безпосередньо всередині волокна. (Зображення: Penn State University)

Після цього з’єднання такого кабелю з кристалом чипа стала досить простим заняттям, достатньо було, використовуючи зовсім банальні методи, просто прикріпити виводи електронних ланцюгів з кабелю до виводів кристалу. При цьому, весь технологічний процес створення електронних напівпровідникових ланцюгів всередині кабелю і підключення кабелю до чипа прийомопередатчика виконується з використанням недорогого і досить простого обладнання.

"Якщо оптичний сигнал ніколи не залишає межі волокна це у багато разів підвищує надійність зв'язку і робить цю технологію більш дешевою і ефективною" - розповідає П’єр Сазіо (Pier J. A. Sazio), вчений із університету Саутгемптона. - "Окрім цього, інтеграція оптоволокна з напівпровідниками дозволить вивести галузь оптичних комунікацій на новий якісний рівень і уможливить реалізацію цілого ряду абсолютно нових оптоелектронних пристроїв і технологій".

Поперечний переріз гібридного оптоволоконного кабеля

Деякими з нових видів технологій, які стануть можливими завдяки розробці волокна з вбудованою електронікою, напевно будуть системи оптичної надшвидкісної передачі інформації у чипах і в комп'ютерних системах, нові лазерні системи і системи візуального дистанційного зондування. Цілком імовірно, що вбудована електроніка може стати досить корисною для виготовлення гібридного оптоволоконного кабелю, нещодавно розробленого у Національній лабораторії Сандія, що здатний передавати одночасно дані й енергію.

Джерело: InfoNova.org.ua

За матеріалами: dailytechinfo.org