انتقال فوق سریع اطلاعات به كمك پالسهای نوری
مهندسان برق موفق شدند پالسهای نوری كوتاه و قدرتمندی را بتابانند. این امر گام مهمی در جهت رابطهای نوری است كه احتمالا جایگزین سیمهای مسی انتقالدهنده اطلاعات میان تراشههای كامپیوتری امروزی خواهد شد. اخیرا مهندسان برق دانشگاه سن دیگو، اولین فشردهساز پالس فوق كوچك و كم مصرف را روی یك تراشه سیلیكونی قرار دادند.
این مولد مینیاتوری پالسهای كوتاه، یكی از مهمترین موانع بر سر راه رابطهای نوری قابل استفاده در كامپیوترها، مراكز داده، كاربردهای تصویربرداری و امثال آن را برطرف میكند. این رابطهای نوری كه فشرده سازی پالس كانالهای دادهای كند را سرعت میبخشند، نرخهای انتقال اطلاعاتی بسیار بالاتری دارند و كمتر از سیمهای مسی فعلی هم گرما تولید میكنند.
فشرده ساز پالس روشی اقتصادیتر برای برخی فناوریهای تصویربرداری مانند طیف نگاری و تصویربرداری نوری است. از طیف نگاری در مطالعه لیزر و رفتار الكترونها و از تصویربرداری نوری در تولید عكسهای سه بعدی از بافتهای زیستی استفاده میشود.
جایگزینی سیمهای مسی با رابطهای نوری علاوه بر افزایش نرخ تبادل اطلاعات، مصرف انرژی را هم كه با افزایش گرما و سوییچ كردن و مخابره سیگنالهای الكترونیك بیشتر میشود، كاهش میدهد.
پالسهای فشرده شده هفت بار از پالس اصلی خود كوتاه تر هستندو این میزان بیشترین فشردهسازیای است كه تا امروز بر روی یك تراشه به دست آمده است.
تا چند وقت اخیر، این گونه فشردهسازی با كیفیت نیازمند استفاده از عدسیهای بزرگ یا سیستمهای فیبری بود كه هردو حجیم هستند و به درد استفاده عملی در رابطهای نوری برای كامپیوترها و سایر وسایل الكترونیك نمیخورند.
در این روش، تركیب فشردهسازی بالا و كوچكسازی از طریق یك ابزار راهنمای نور در ابعاد نانو با نام «عنصر تركیبی متفرق كننده» میسر شده است.
فشردهسازی پالس در دو مرحله عمل میكند. 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 تركیبی متفرق كننده كه از سوی مهندسان برق تولید شده است، طوری نور را تغییر میدهد كه هر طیف پالس با سرعت برابری حركت كند. فشرده سازی در همین هماهنگی سرعت طیفها نهفته است.
فرض كنید نورها چند اتومبیل هستند. اگر از بالا نگاه كنید، اتومبیلها به صورت یك صف دراز حركت میكنند. یك پالس نور را میتوان همین طور توصیف كرد. بعد از مرحله اول فشرده سازی پالس، اتومبیلها دیگر در یك صف حركت نمیكنند و سرعتهایشان متفاوت شده است. سپس اتومبیلها از شبكه متفرق كننده عبور میكنند و برخی سرعت گرفته و بقیه آرامتر حركت می كنند تا جایی كه سرعت همگی یكسان شود. حال اگر از بالا نگاه كنید، اتومبیلها همگی در یك ردیف و در كنار هم هستند و همگی همزمان از خط پایان عبور میكنند.
به گفته یشایاهو فینمن، پروفسور دانشكده مهندسی برق و كامپیوتر دانشگاه سن دیگو در كالیفرنیا، این كار در آینده باعث میشود چندین پهنای باند كانالی با فشردهسازی پالس تركیب شوند و یك كانال با پهنای باند بالا روی تراشه ایجاد كنند. این ابزارهای سرعت بخش برای ارتباطات فوق سریع داخل و خارج پردازشگرهای الكترونیكی دیجیتال ضروری خواهند بود.