Stanfordský nejmenší fotonický demultiplexer

Není to tak dlouho, co byla v Massachusetts vyrobena jednomolekulová dioda. Na to ovšem okamžitě odpověděli vědci ze Stanfordské univerzity, jelikož se jim podařilo vyrobit světově nejmenší, nejúčinnější na křemíku postavený dělič vlnové délky světla, nebo chcete-li odborný ale obecný termín demultiplexer. A v čem kouzlo této součástky spočívá? Nejlepší si to bude asi ukázat na příkladu. Dejme tomu, že chceme přes internet odeslat nějakých deset kousků dat. Data budeme posílat samozřejmě pomocí optických vláken a to buďto po deseti jednotlivých vláknech (což určitě není nijak ekonomicky výhodné) anebo pomocí právě multiplexerů můžeme spojením světelných paprsků o jiných vlnových délkách vytvořit jeden paprsek, který lze poslat skrze jedno optické vlákno, na protější straně si jakékoliv jiné zařízení může za použití demultiplexeru zase paprsek zpátky dešifrovat do původních deseti.

schema ukazujici jak funguje opticky demultiplexer (1), záběry putování světelných paprsků pod elektrickým mikroskopem (2)

Bohužel při neustále se zvyšujícím nárustu nároků na rychlost a prostorovou nenáročnost jsou podmínky pro zařízení pracujících na principech optiky daleko obtížnější. A to hlavně proto, že světlo v menších měřítcích znatelně mění své chování. Toho si byli vědomi vědci ze Stanfordu a vytvořili chytrý algoritmus schopný individuálně navrhnout takové prostředí v součástce, které je schopno „rozlomit“ – tedy dešifrovat paprsek na původní dva, které pak na základě své vlnové délky putují do jednoho ze dvou výstupů (standartně se používají délky 1,3 a 1,55 mikronů). Kromě toho že vyrobená součástka dosahuje nejmenších zatím v tomto ohledu vyráběných rozměrů, 28 micronů, nedochází zde ani téměř k žádným ztrátám informací způsobených všudepřítomným šumem.

Všechny obrázky převzaty z portálu extremetech.com