Cookies op Tweakers

Tweakers maakt gebruik van cookies, onder andere om de website te analyseren, het gebruiksgemak te vergroten en advertenties te tonen. Door gebruik te maken van deze website, of door op 'Ga verder' te klikken, geef je toestemming voor het gebruik van cookies. Wil je meer informatie over cookies en hoe ze worden gebruikt, bekijk dan ons cookiebeleid.

Meer informatie

Door , , 44 reacties

Onderzoekers van drie onderzoeksinstituten hebben gezamenlijk een optische transistor ontwikkeld die als schakelaar voor optische circuits zou kunnen dienen. De schakelsnelheid van het apparaat bedraagt minder dan een picoseconde.

De optische schakelaar werd door onderzoekers van de Universiteit Twente, het Amolf-instituut van het FOM en het Institute for Nanoscience and Cryogenics in Grenoble ontwikkeld. De schakelaar of optische transistor bestaat uit een optische microholte, of microcavity, die van een legering van galliumarsenide en aluminiumarsenide is gemaakt. Met behulp van een laserpuls konden de onderzoekers het schakelen sturen.

Volgens de onderzoekers zou hun optische transistor in minder dan 1 picoseconde kunnen schakelen, snel genoeg om data met frequenties van meer dan 1000GHz te versturen. Het gebruikte halfgeleidermateriaal kan bovendien op chips geïntegreerd worden.

De schakelaar is bijzonder breed inzetbaar, zeggen de onderzoekers. Zowel het halfgeleidermateriaal als de morfologie van de holte kan worden gevarieerd. De golflengte van het laserlicht moet dan wel nauwkeurig worden gekozen om het zogeheten Kerr-effect, dat voor het snelle schakelen verantwoordelijk is, in de microholte teweeg te brengen.

Moderatie-faq Wijzig weergave

Reacties (44)

Waar ik me nog altijd om verbaas is dat juist universiteiten niet geneigd (lijken te) zijn relatief minder gevaarlijke stoffen te zoeken (is dan wel een stabiele vorm, galliumarsenide, maar waarom niet verder zoeken?). Het ligt natuurlijk voor de hand om met de kennis en middelen die er al liggen verder te werken, want het scheelt tijd en geld. Maar het verwerken van deze relatief giftige stoffen lijkt mij nogal kostbaar, en ook niet helemaal te verwerken tot een ongevaarlijk goedje of te recyclen.

Afgezien daarvan is het natuurlijk wel een stap voorwaarts.
Hoe vind die samenwerking eigenlijk plaats? Onsite? Ieder een onderdeel?
Omdat alle andere metalen en stoffen niet de juiste eigenschappen hebben. GaAs is veel gebruikt is leds en zonnecellen.

Het is zeker niet zo dat ze maar een stofje proberen en kijken of het daarmee lukt en dat ze anders maar een ander stofje gebruiken. van de meeste stoffen is precies bekend houe het reageerd op invloeden van licht ect. Op basis van deze gegevens ontwikkelen ze een theorie en die proberen ze te bewijzen. Als het ook op basis van een afbreekbaar polymeer kon deden ze dat zeker.

En die samenwerking: iemand van optica (optical science) heeft een theorie, maar niet de expertise om een micro cavity te maken. Daarom nodig hij/zij iemand van een andere onderzoekinatituut uit die er meer verstand van heeft. Zo zal hij wel meer problemen ondervinden die anderen wel kunnen oplossen. Uit eindelijk zal er een paper gepubliceerd worden namens de deelnemende onderzoekers, die dus ook hun eigen vakgroep erbij vermelden. Want ja, hoe meer een onderzoeksinstituut presenteert, hoe meer centjes ze krijgen van de overheid en universiteit.
Omdat het doel hier was een ding heel snel te schakelen, niet om 'veiligere' stoffen te gebruiken (zover ik weet is er niet veel gevaarlijks aan GaAs).

Maar waarom zouden volgens jouw universiteiten niet geneigd zijn om minder gevaarlijke stoffen te zoeken ipv een niet gevaarlijke stof? GaAs wordt veel gebruikt in analoge schakelingen, gezien dat het gewoon hele goede performance heeft, veel beter dan CMOS en BiCMOS voor de meeste dingen. Er wordt zat onderzoek gedaan om meer performance uit analoge (Bi)CMOS circuits te krijgen zodat ze GaAs circuits kunnen vervangen, dat is ook één van de redenen waarom mobiele telefoons tegenwoordig goedkoper gemaakt kunnen worden.

Uiteraard is dan wel de reden dat dat onderzoek gedaan wordt dat CMOS een stuk goedkoper is in massaproductie dan GaAs, en niet dat GaAs gevaarlijk zou zijn, maar goed.

Echter als jij iets wilt laten zien dat puur de beste performance heeft dan gebruik je het materiaal dat je daarvoor nodig hebt.
dit gaat op enkele schakelingen, die vermodelijk later gebruikt kunnen worden in bijv optische netwerk swtiches of op i/o switches in bijv je mobo ...

we zijn ook dat cpu's nu nog met allerlei rommel worden gemaakt, net als caps etc ...
op een later moment zal men gaan zoeken naar alternatieven, maar eerst wil je dat het werkt en stabiel is. die nanodraden van coolstof komen later wel een keer...
Even vanuit mijn leken gedachten:

Kan iemand mij uitleggen waarvoor dit nou precies gebruikt wordt?
Het schakelen van optische signalen ;)

Het is een bouwsteen voor een optische computer, die doet niks anders dan licht schakelen. Zover ik weet was tot nu toe een optische schakelaar vaak iets dat ook werkt met zon cavity holte, maar dan met een verwarmings elementje ernaast dat hem kan verwarmen om de golflengte waarbij hij doorlaat te veranderen, oftewel te schakelen. Nadeel uiteraard is dat dat niet bepaald snel gaat, dit gaat wel heel erg snel.

Eerste probleem hierbij zal redelijk hetzelfde zijn, het hangt ook van de temperatuur af welke golflengte hij doorlaat en welke niet.


Van de bron:
De onderzoekers moesten hiervoor de kleur van de controlelaser heel nauwkeurig afstemmen, zodat er geen absorptie van licht was
Oftewel de benodigde golflengte komt heel nauwkeurig, en als je er fout naar kijkt zal dan waarschijnlijk de temperatuursverandering genoeg zijn om te zorgen dat hij ermee kapt.

[Reactie gewijzigd door Sissors op 30 april 2011 09:36]

Het gaat hier toch om de brekingsindex van licht te veranderen?
Heel simpel voorgesteld alsof je aan een spiegeltje draait en licht ergens anders naar laat schijnen.
Alleen dan schijn je hier door een materiaal heen en verandert de brekingshoek van het licht wat erdoor schijnt.
Het probleem is sowieso dat ze cavity holtes gebruiken, waar het licht in resoneert. Welke kleur dat is hangt enorm af van de temperatuur, dus dat is het eerste probleem.

Tweede is dat ze zelf zeggen dat de controle laser heel nauwkeurig afgestemd moet worden, nu ben ik niet heel erg thuis in dit soort optica, maar ik weet wel dat temperatuursafhankelijkheden altijd een probleem zijn in de optica. Als dit dan heel erg nauwkeurig gedaan moet worden zijn kleine temperatuursveranderingen waarschijnlijk al desastreus, met temperatuur veranderen nou eenmaal materiaal eigenschappen.
De kleur kan (als het goed is) niet veranderen bij een laser; deze is maar 1 golflengte.
kan je wel een beetje aanpassen, bijvoorbeeld (alweer) door temperatuur te veranderen.
maar dit lijkt toch weer een goede stap voorwaarts voor een all-optische switch - wat volgens mij toch wel de laatste stap is voor je aan fiber-lan als gemeengoed mag gaan denken (lees: voor je geen utp meer nodig hebt thuis).
Het maken van koper draden is en blijft goedkoper dan gecoate glas/kunststof draden. Het afmonteren van koper is in ieder geval zeker makkelijker. Overigens is, in huis-tuin-keuken omgeving, 1 Gb/s snel zat.

Edit: snel zat voor de komende 5-10 jaar.

[Reactie gewijzigd door Aragnut op 1 mei 2011 15:36]

Een 96 vezelige kabel a €1,50 - €2,00, zoals veel gebruikt word, is volgens mij in aanschaf goedkoper dan een 100 aderige koperkabel a €10-11 per meter.

Tenzij je het er niet mee eens bent dat 10 euro meer is als 2 euro.
Het gebruikte halfgeleidermateriaal kan bovendien op chips geïntegreerd worden.
Dus zou in theorie je tussen chips met licht kunnen communiceren? De lazer zal mischien nog een probleem op leveren. Maar anders zou je met twee glasvezels een verbinding van 1Tbit/s kunnen maken?
1 is genoeg, licht kan prima tegen elkaar in geschenen worden zonder last van elkaar te hebben.
en lazers gemaakt van half-geleider materiaal zijn ook prima mogelijk, zoals in het artikel staat.
Het licht zal het niet uitmaken, maar de ontvangende kant zal het uitmaken of dat kan of niet.

Met alle door bedrijven gebruikte apparatuur voor bv. SDH, IP, D(C)WDM worden er in alle gevallen gebruik gemaakt van 2 vezels.
Het is dan wel mogelijk om heen en weer verkeer over een vezel te laten lopen, maar dat is in de telecommunicatie niet gebruikelijk.
Bijvoorbeeld communicatie over glasvezelkabel.
Hoe sneller de bits elkaar kunnen afwisselen hoe meer data je over 1 ader zou kunnen sturen.
Ik weet alleen niet voldoende van het Kerr-effect om te kunnen zeggen of je dan nog meerdere kleuren over 1 ader tegelijk zou kunnen sturen.
Leuk dat hij in een picoseconde schakeld, maar hij doet dat onder invloed van een laser puls.

Bestaat er ook een laser die je in een picoseconde aan en uit kan zetten ?
Bestaat er ook een laser die je in een picoseconde aan en uit kan zetten ?
Absoluut. Dit bedrijf maakt bijvoorbeeld lasers in de pico- en nano-range.

Daarnaast zal de universiteit dit natuurlijk hebben getest. Je gaat als wetenschapper immers geen uitspraken doen die je niet met feiten kan staven.
nee dat deden Einstein en Tesla ook niet 8)7

[Reactie gewijzigd door Proxx op 30 april 2011 11:06]

Uitspraken doen en op dat moment nog niet de technologie hebben om ze te staven is heel normaal in de wetenschap. Hoe vaak lees je niet "wetenschappen denken over 10 jaar dit of dat"...
Sterker nog:
Hypotheses en het proberen te bewijzen / falsificeren van onderzoek is de basis van wetenschap. Het zorgt ervoor dat innovatie plaats blijft vinden en dat men kritisch blijft kijken naar resultaten.

Off-topic:
Dit in tegenstelling tot het reeds door Thunderhawk0024 aangehaalde 'religie', waar het vooral niet de bedoeling is om kritisch te kijken naar je handelen, maar het gewoon de bedoeling is om lemma's en dogma's te accepteren, maar dat is een andere discussie. :)
Off-topic:
Dit in tegenstelling tot het reeds door Thunderhawk0024 aangehaalde 'religie', waar het vooral niet de bedoeling is om kritisch te kijken naar je handelen, maar het gewoon de bedoeling is om lemma's en dogma's te accepteren, maar dat is een andere discussie.
Dat de meeste religies zover zijn gedegenereerd maakt dat nog niet de essentie van religie. Dat religie is misbruikt om het klootjesvolk onder de duim te houden bewijst niet dat het niet oorspronkelijk de bedoeling was om de religieuze kennis persoonlijk te staven d.m.v. meditatie e.d..
De meeste mensen weten niet dat het woord religie komt van het Latijnse re (opnieuw) en ligare (verbinden), d.w.z. opnieuw verbinden of herverbinden. Het doel van religie is om de mens te herverbinden met zijn oorsprong. In feite precies hetzelfde als wat Einstein en alle fundamentele fysici probeerden/proberen te bereiken. Quote van Einstein:
A person who is religiously enlightened appears to me to be one who has, to the best of his ability, liberated himself from the fetters of his selfish desires and is preoccupied with thoughts, feelings, and aspirations to which he clings because of their superpersonal value. It seems to me that what is important is the force of this superpersonal content and the depth of the conviction concerning its overpowering meaningfulness, regardless of whether any attempt is made to unite this content with a divine Being, for otherwise it would not be possible to count Buddha and Spinoza as religious personalities. Accordingly, a religious person is devout in the sense that he has no doubt of the significance and loftiness of those superpersonal objects and goals which neither require nor are capable of rational foundation. They exist with the same necessity and matter-of-factness as he himself. In this sense religion is the age-old endeavor of mankind to become clearly and completely conscious of these values and goals and constantly to strengthen and extend their effect. If one conceives of religion and science according to these definitions then a conflict between them appears impossible. For science can only ascertain what is, but not what should be, and outside of its domain value judgments of all kinds remain necessary.
Ik vind het dan ook zeer merkwaardig (en niet kloppend) dat hij in de eerste zin als agnostisch wordt bestempeld in het wikipedia-artikel over hem.

Meer lezenswaardigs in dezelfde trant (over wat religie daadwerklijk inhoudt) hier: http://en.wikiquote.org/wiki/Baruch_Spinoza

[Reactie gewijzigd door Aham brahmasmi op 1 mei 2011 09:20]

Uitspraken doen om ze later te staven gebeurt wel vaker in de wetenschap. Uitspraken doen met de bedoeling om ze niet te staven is religie. ;)
Hoe kun je dat nu weten, als je een paser in een picoseconde laat schakelen, is de elektrische weerstand al van een zo groot belang in de nauwkeurigheid van de meting. Bedenk maar eens, als jij een lichtsignaal hebt, en die laat je opvangen door een lichtcel, dan moet als je de snelheid moet meten het signaal in de kabel van de laser naar de lichtcel van een oneindige snelheid zijn. Optisch (glasvezel) is niet genoeg, want het te meten signaal gaat ook al op lichtsnelheid. Dat zou betekenen dat de te meten lichtpuls eerder aankomt dan de lichtpuls door de glasvezelkabel.
Misschien is de truc eerder om de laser continue te laten branden, en de laserstraal al dan niet op de transistor te laten inschijnen. Er zullen wel genoeg creatievelingen bezig zijn om daar een oplossing voor de vinden, mochten lasers niet voldoende snel zijn.
Het licht doorlaten/niet doorlaten is juist de functie van de holtes...

Maar geen nood, zoals wildhagen hierboven zei bestaan er lasers die snel genoeg schakelen! ;)
Leuk dat hij in een picoseconde schakeld, maar hij doet dat onder invloed van een laser puls.

Bestaat er ook een laser die je in een picoseconde aan en uit kan zetten ?
Volgens mij wel. Maar je moet het eerder zo zien: hij schakeld binnen 1 picoseconde nadat hij die aansturing krijgt. (van de laser). De laser hoeft niet noodzakelijkerwijs ook binnen die picoseconde te blijven om het relevant te maken.
Zet een laser continue aan en zet er een optische schakelaar achter die afhankelijk is van van bijvoorbeeld elektrische controle signalen, al gaat dat niet met deze snelheid. Wat je wel kan doen is met heel veel lijnen parallel gegevens erin doen, wat hij verder serieel verwerkt.

Sowieso hoeft bij een processor lang niet altijd de informatie van buiten de processor te komen, zolang hij optisch bezig blijft is er uiteraard geen probleem, dan heb je alleen zulk soort schakelaars in een lus zitten. Een mogelijk probleem blijft dan inderdaad de I/O mogelijkheden, maar dat is voor een volgende om op te lossen.

[Reactie gewijzigd door Sissors op 30 april 2011 09:35]

Misschien leuk voor de uplink naar deze eveneens 1000GHz pentium 3 op marktplaats: http://computer-software....el-pentium-3-1000ghz.html ;)
Mooi staaltje techniek :)
Die techniek is van koper, niet staal.
zat er een amoebe in de lichtstraal, viel de computer uit :+
Zat er een kever in de computer, viel die uit... :+
alleen is dat geen kever maar een mot :+
Volgens mij zijn jullie computers bugged.
Laatst nog een kever gelaserd , stinken deed die en toen poef soort popcorn bug
1000Mhz hadden we al...

*leest op nieuw*

HOLY CR*P!

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.



Apple iOS 10 Google Pixel Apple iPhone 7 Sony PlayStation VR AMD Radeon RX 480 4GB Battlefield 1 Google Android Nougat Watch Dogs 2

© 1998 - 2016 de Persgroep Online Services B.V. Tweakers vormt samen met o.a. Autotrack en Carsom.nl de Persgroep Online Services B.V. Hosting door True