مهندسان برق موفق شدند پالسهای نوری کوتاه و قدرتمندی را بتابانند. این امر گام مهمی در جهت رابطهای نوری است که احتمالا جایگزین سیمهای مسی انتقالدهنده اطلاعات میان تراشههای کامپیوتری امروزی خواهد شد. اخیرا مهندسان برق دانشگاه سن دیگو، اولین فشردهساز پالس فوق کوچک و کم مصرف را روی یک تراشه سیلیکونی قرار دادند.
این مولد مینیاتوری پالسهای کوتاه، یکی از مهمترین موانع بر سر راه رابطهای نوری قابل استفاده در کامپیوترها، مراکز داده، کاربردهای تصویربرداری و امثال آن را برطرف میکند. این رابطهای نوری که فشرده سازی پالس کانالهای دادهای کند را سرعت میبخشند، نرخهای انتقال اطلاعاتی بسیار بالاتری دارند و کمتر از سیمهای مسی فعلی هم گرما تولید میکنند.
فشرده ساز پالس روشی اقتصادیتر برای برخی فناوریهای تصویربرداری مانند طیف نگاری و تصویربرداری نوری است. از طیف نگاری در مطالعه لیزر و رفتار الکترونها و از تصویربرداری نوری در تولید عکسهای سه بعدی از بافتهای زیستی استفاده میشود.
جایگزینی سیمهای مسی با رابطهای نوری علاوه بر افزایش نرخ تبادل اطلاعات، مصرف انرژی را هم که با افزایش گرما و سوییچ کردن و مخابره سیگنالهای الکترونیک بیشتر میشود، کاهش میدهد.
پالسهای فشرده شده هفت بار از پالس اصلی خود کوتاه تر هستندو این میزان بیشترین فشردهسازیای است که تا امروز بر روی یک تراشه به دست آمده است.
تا چند وقت اخیر، این گونه فشردهسازی با کیفیت نیازمند استفاده از عدسیهای بزرگ یا سیستمهای فیبری بود که هردو حجیم هستند و به درد استفاده عملی در رابطهای نوری برای کامپیوترها و سایر وسایل الکترونیک نمیخورند.
در این روش، ترکیب فشردهسازی بالا و کوچکسازی از طریق یک ابزار راهنمای نور در ابعاد نانو با نام «عنصر ترکیبی متفرق کننده» میسر شده است.
فشردهسازی پالس در دو مرحله عمل میکند. در مرحله اول، طیف نور ورودی منتشر میشود. مثلا اگر ورودی نور سبز باشد، خروجی آن نورهای قرمز، سبز و آبی خواهد بود. در مرحله دوم، عنصر ترکیبی متفرق کننده که از سوی مهندسان برق تولید شده است، طوری نور را تغییر میدهد که هر طیف پالس با سرعت برابری حرکت کند. فشرده سازی در همین هماهنگی سرعت طیفها نهفته است.
فرض کنید نورها چند اتومبیل هستند. اگر از بالا نگاه کنید، اتومبیلها به صورت یک صف دراز حرکت میکنند. یک پالس نور را میتوان همین طور توصیف کرد. بعد از مرحله اول فشرده سازی پالس، اتومبیلها دیگر در یک صف حرکت نمیکنند و سرعتهایشان متفاوت شده است. سپس اتومبیلها از شبکه متفرق کننده عبور میکنند و برخی سرعت گرفته و بقیه آرامتر حرکت می کنند تا جایی که سرعت همگی یکسان شود. حال اگر از بالا نگاه کنید، اتومبیلها همگی در یک ردیف و در کنار هم هستند و همگی همزمان از خط پایان عبور میکنند.
به گفته یشایاهو فینمن، پروفسور دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر دانشگاه سن دیگو در کالیفرنیا، این کار در آینده باعث میشود چندین پهنای باند کانالی با فشردهسازی پالس ترکیب شوند و یک کانال با پهنای باند بالا روی تراشه ایجاد کنند. این ابزارهای سرعت بخش برای ارتباطات فوق سریع داخل و خارج پردازشگرهای الکترونیکی دیجیتال ضروری خواهند بود.
کلمات کلیدی: