Elektronik

Blitzeinschläge wie Donner: Wissenschaftler speichern erstmals Licht in Schall

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Universitätsforscher erzeugen Mikrochips, die Licht in Klang und dann wieder zurück verwandeln

Bildquelle: Pixabay.

Von Heather Hamilton, beitragender Autor
Ein Forscherteam der Universität Sydney hat erstmals Licht als Klang gespeichert, indem es digitale Informationen, die als Lichtwellen übertragen werden, verlangsamt und die Daten in Schallwellen auf einem Mikrochip überträgt. Die Information wird von der optischen in die akustische Domäne und dann wieder zurück in den Chip übertragen und erweist sich als entscheidend für die Entwicklung von photonischen integrierten Schaltungen, berichtet Phys.org.

Der Chip wurde am Laser Physics Center der Australian National University hergestellt und die Forschung wurde in Nature Communications veröffentlicht.

In Bereichen, in denen traditionelle Elektronik auf elektromagnetische Störungen trifft oder zu viel Energie verbraucht oder zu viel Wärme erzeugt, passen die Chips perfekt zusammen. Die im Chip in akustischer Form für den Einsatz in Telekommunikation, Glasfasernetzen und Cloud-Rechenzentren entwickelte Information bewegt sich mit einer um fünf Größenordnungen geringeren Geschwindigkeit als im optimalen Bereich, erklärt Dr. Birgit Stiller, Projektleiterin. "Es ist wie der Unterschied zwischen Blitz und Donner", sagt sie. Science Alert berichtet, dass licht- / photonenbasierte Computer mit der 20-fachen Geschwindigkeit Ihres aktuellen Laptops arbeiten können.

Die Daten werden dann vorübergehend im Chip gespeichert, wo sie für die Verarbeitung, den Abruf und schließlich die Übertragung als Lichtwellen verwaltet werden. Licht transportiert Informationen gut, weil es schnell ist, was sich gut für den Transport von Daten über Glasfaserkabel über große Entfernungen eignet.

In einer Pressemitteilung diskutieren Moritz Merklein und Stiller, beide Forscher und Autoren des Projekts, wie sie eine Erinnerung an digitale Informationen gezeigt haben, die zwischen Licht- und Schallwellen auf einem photonischen Mikrochip übertragen werden können. "Der Aufbau eines akustischen Puffers in einem Chip verbessert unsere Fähigkeit, Informationen um mehrere Größenordnungen zu steuern", so Merklein. "Unser System ist nicht auf eine geringe Bandbreite beschränkt", ergänzt Stiller. "Im Gegensatz zu früheren Systemen können damit Informationen mit mehreren Wellenlängen gleichzeitig gespeichert und abgerufen werden, wodurch die Effizienz des Geräts erheblich gesteigert wird."

Daten, die mit Licht geliefert werden, ermöglichen eine erhöhte Bandbreite, eine schnelle Übertragung, keine Wärme, die mit einem elektronischen Widerstand verbunden ist, und eine Photonen-Immunität gegen elektromagnetische Strahlungsinterferenz. Auf dem Chip müssen Daten für die Verarbeitung tatsächlich verlangsamt werden. "Damit dies eine kommerzielle Realität wird, müssen photonische Daten auf dem Chip verlangsamt werden, damit sie verarbeitet, geroutet, gespeichert und abgerufen werden können", sagt Merklein. Autor Benjamin Eggleton fügte hinzu: "Dies ist ein wichtiger Schritt vorwärts auf dem Gebiet der optischen Informationsverarbeitung, da dieses Konzept alle Anforderungen für aktuelle und zukünftige optische Kommunikationssysteme erfüllt."

Quellen: Phys.org, Nature Communications, Wissenschaftsalarm, Eureka Alert