İlk defa fiber optik içine kristal bir malzeme olan çip bazlı yarıiletken devre entegre edilebildi. Böyle bir teknoloji ile hibrid optik ve elektronik teknolojiler ile iletişim teknolojilerini kapsayan potansiyel uygulamalar geliştirilmiş olacak. Credit: John Badding lab, Penn State University
Southampton Üniversitesi ile Penn State Üniversitesi işbirliğinden bir grup araştırmacı ilk defa bir optik fiber içine çip bazlı yarıiletkenleri yerleştirdiler. Yüksek hızlı optoelektronik uygulamaları için yüksek performans elde edilmesinde önemli bir adım oldu. Böyle optik fiberlerin potansiyel uygulamaları ise gelişmiş telekomünikasyon ve diğer hibrid elektronik / optik teknolojiler içerir. Bu araştırma grubu, bulgularını Nature Photonics dergisinde bu ay yayınlayacak.
Bu araştırma grubu geleneksel bağlantılı sorunlara bu gömme teknolojisi ile yeni bir yaklaşımı benimsemiştir. Yuvarlak bir fiber optik ile düz bir çip birleştirme yerine, onlar kendinden entegre edilmiş elektronik bileşen ile fiber optiğin yeni bir türünü oluşturmak için yeni bir yol buldular. Böylelikle bir yonga üzerine fiber optik entegre etme ihtiyacı ortadan kalkar. Bunu yapmak için, yarıiletken malzemeleri tabaka tabaka doğrudan optik fiberlerin küçük delikleri içine çöktürmek amacıyla yüksek basınçlı kimya teknikleri kullanmışlardır.
Southampton Üniversitesi Optoelektronik Araştırma Merkezi’nde (ORC) araştırma görevlisi Dr.Pier Saizo, çalışmaları hakkında şu sözleri aktardı, “Tamamlanmış bir ürünün bir parçası olarak çipin tamamına gerek duymamamız büyük buluşun kendisidir. Fiberin içine eklem yapmayı başardık -bütün elektronik işlemler bu aktif sınırda gerçekleşir-. Üstelik, geleneksel çip üretimi multimilyon dolarlık temiz oda tesislerini gerektirmektedir. Buna rağmen bizim sürecimiz çok daha az maliyetli basit donanımlarla birlikte gerçekleştirilebildi.”
Credit: Badding lab, Penn State University
Penn State Üniversitesi Kimya Bölümü’nden Prof. John Badding ise; ”Optik fiberler ve çiplerin entegrasyonu birçok nedenden dolayı zordur. İlki, fiberler yuvarlaktır ve silindiriktirler. Çipler düz olduklarında, böylece sadece bağlantı yapılırken ikisi arasında bir karşı koyma oluşur. Bir diğer sorun, parçaların hizalanmasının çok küçük olmasındandır. Bir optik fiber insan saçı genişliğinden 10 kat daha küçüktür. Bunun üzerine, çiplerin üzerine yerleştirilen fiberlerden 100 misli küçük ışık-kılavuz yollar vardır. Bu yüzden sadece bu iki cihazı hizalayıp çalıştırdığımızı hayal ederiz. Bu başarı, bugünün teknolojisine büyük bir meydan okumadır.”
Kraliyet Akademisi’nin mühendislik araştırma bursuna sahip olan ORC’den Dr.Anna Peacock bu açıklamaların üzerine şunları ekledi; “Optik fiber geometrisi içinde optoelektronik aygıt işlevselliğinin birleşmesi gelecekteki iletişim ağları için önemli bir teknolojik ilerlemedir. Bu bakımdan, veri sinyali asla fiberden ayrılmadığı, daha hızlı, daha ucuz, daha verimli sistemler için senaryolar hayal etmeye başlayabiliriz.”
Bu araştırma aynı zamanda bir çok potansiyel telekomünikasyon olmayan uygulamalara sahip. Araştırma grubunun araştırmakta olduğu yarı iletken eklemlerin (kavşakların) imalatında bu çok farklı bir yaklaşımı temsil ediyor. ORC’de doktora sonrası araştırmacı Dr Noel Healy; “Fiber optoelektronik mühendisliğindeki kompleksliğin bu gelişimi heyecan verici, bu yeni gelişmeler ise daha düşük maliyet, daha fazla enerji verimliliğine sahip haberleşme ağlarına ve daha hızlı bir teknolojiye izin veren bir anahtara sahiptir.”
Fiber optik teknolojilerine ilk defa çip bazlı yarıiletken devrelerin bu şekilde entegre edilmesiyle yakın gelecekte daha ucuz ama daha hızlı optoelektronik uygulamaları ile karşılaşabiliriz.
Hazırlayan: Duygu Tunçman | Kuark Bilim Topluluğu Fizik Çalışma Grubu
Kaynak: http://www.physorg.com/news/2012-02-crystalline-materials-enable-high-speed-electronic.html
*Bu haber, Kuark Bilim Topluluğu Fizik Çalışma Grubu faaliyetleri kapsamında hazırlanmıştır.
