انتقال داده ها با سرعت 100 گیگابیت بر ثانیه با روشی نوین
به گزارش شاه بلاگ پژوهشگران ˮدانشگاه لیدزˮ و ˮدانشگاه ناتینگهامˮ انگلیس در مطالعه اخیرشان موفق به توسعه روشی برای انتقال داده ها با سرعت ۱۰۰ گیگابیت در ثانیه شده اند.
به گزارش شاه بلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از تك اكسپلوریست، آنچه "لیزرهای آبشار كوانتومی تراهرتز"(terahertz quantum cascade lasers) را از باقی لیزرها متمایز می كند این مورد است كه آنها در محدوده تراهرتز از دامنه الكترومغناطیسی، نور را تخلیه می كنند. آنها همینطور در زمینه طیف سنجی كه در آنالیز شیمیایی از آنها استفاده می شود هم كاربردهای بسیاری دارند. طیف سنجی یا بیناب نمایی(Spectroscopy) بعنوان مطالعه برهمكنش بین نور و ماده هم تعریف می شود.
علاوه بر این لیزرها می توانند اتصالات بی سیم فوق العاده سریع و پر سرعتی را فراهم نمایند كه در آن مجموعه داده های عظیم باید در پردیس بیمارستان ها یا بین مراكز تحقیقاتی در دانشگاه ها یا در ارتباطات ماهواره ای منتقل شوند.
به جهت اینكه بتوانید داده ها را با این سرعت های بالاتر ارسال كنید، لیزرها باید خیلی سریع فرآیند مدولاسیون را طی كنند و روشن و خاموش كردن یا پالس كردن در حدود ۱۰۰ میلیارد بار در هر ثانیه صورت گیرد.
مدولاسیون در مهندسی برق و مخابرات، عبارت است از سواركردن سیگنال پیام (داده، اطلاعات) روی یك سیگنال دیگر كه معمولاً فركانس بالاتری دارد.
مهندسان و دانشمندان تابحال موفق به انجام چنین كاری نشده بودند. حالا تیمی از دانشمندان دانشگاه لیدز و دانشگاه ناتینگهام در كنترل لیزرهای آبشار كوانتومی تراهرتز گامی نوین برداشته اند كه می تواند منجر به انتقال داده ها با سرعت ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه شود. آنها طی این مطالعه قدرت امواج صوتی و نور را با هم تركیب كردند.
"جان كانینگهام" (John Cunningham) استاد نانوالكترونیك دانشگاه لیدز اظهار داشت: این مطالعه بسیار هیجان انگیز است. هم اكنون این سیستم مدولاسیون لیزر آبشار كوانتومی، به صورت برقی (الكتریكی) هدایت می شود اما این سیستم محدودیت هایی دارد. در همین حال همان الكترونیكی كه عملیات مدولاسیون را ارسال می كند معمولاً همانند یك ترمز بر روی سرعت سیستم هم عمل می كند. مكانیسمی كه ما در حال توسعه آن هستیم متكی بر امواج صوتی است.
محققان به جای استفاده از الكترونیك خارجی، از امواج صوتی برای لرزش چاه های كوانتومی داخل لیزر آبشار كوانتومی استفاده كردند. یك چاه كوانتومی به یك چاه پتانسیل در مكانیك كوانتومی گفت می شود كه سطوح انرژی آن گسسته باشند. در توصیف كلاسیك، یك چاه پتانسیل منجر به به دام افتادن ذره می شود. با كوچك تر شدن ابعاد چاه پتانسیل و رسیدن به حدود طول موج دوبروی ذرات (معمولاً الكترون ها یا حفره ها)، اثرات كوانتومی ظاهر شده و منجر به گسسته شدن سطوح انرژی و ظاهر شدن زیرترازهای انرژی (energy subbands) می گردند. امواج صوتی با تاثیر یك پالس از لیزر روی یك نوار آلومینیومی تولید می شوند و این موضع سبب می شود كه این نوار گسترش یابد و منقبض شود و یك موج مكانیكی از راه لیزر آبشار كوانتومی ارسال نماید.
"تونی كنت"(Tony Kent) استاد فیزیك "دانشگاه ناتینگهام" اظهار داشت: ما طی این مطالعه از موج صوتی برای تكان دادن حالت های الكترونیكی پیچیده در داخل لیزر آبشار كوانتومی استفاده كردیم. ما می توانیم ببینیم كه امواج صوتی در حال تغییر نور خروجی نور تراهرتز است.
پروفسور كانینگهام در پایان اضافه كرد: ما توانستیم میزان تولید نور را با چند درصد كنترل نماییم كه این یك شروع عالی است. ما معتقدیم كه با پالایش بیشتر، می توانیم سازوكار جدیدی را برای كنترل كامل انتشار فوتون از لیزر ایجاد نماییم و حتی امكان دارد سازه هایی را تولید نماییم كه صدا را با لیزر تراهرتز یكپارچه و همگام سازی می كنند تا به منبع صوتی خارجی نیازی نباشد.
یافته های این مطالعه در مجله "Nature Communications" منتشر گردید.
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب