Alguns anos atrás, pesquisadores do laboratório de Mishal Lipson notaram algo significativo.
Eles estavam trabalhando em um projeto para melhorar o líder, uma tecnologia que usa o Lightwave para medir a distância. O laboratório estava projetando chips de alta potência que poderiam fazer o feixe brilhante de luz.
“Quando enviamos mais energia através do chip, percebemos que está fazendo uma frequência que chamamos de tampa”, disse Andreas Gill-Molina, ex-pesquisador pós-ditoral do Lipson’s Lab.
Uma frequência é um tipo especial de luz que contém muitas cores alinhadas um ao lado do outro em um padrão bem organizado, como um arco -íris. Algumas dezenas de cores – ou frequência de luz – brilham brilhantemente, enquanto as lacunas entre elas são escuras. Quando você vê a frequência da frequência em um espectro, essas frequências brilhantes aparecem como picos ou como um dente em um chiruni. Ele também oferece oportunidades extraordinárias para enviar dezenas de dados de fluxo ao mesmo tempo. Como as diferentes cores da luz não interferem entre si, cada dente atua como seu próprio canal.
Hoje, uma forte frequência requer laser e amplificador grandes e caros para criar uma tampa. Em seu novo papel Fotônica da naturezaLipson, professor de Eugene Higgins, engenharia elétrica e professor de física aplicada e seus associados, mostram como fazer o mesmo em um único chip.
“Os data centers fizeram muita demanda por fontes de luz poderosas e eficientes”, diz Gil-Molina, que agora é o engenheiro-chefe da Excipe Fotonics. “A tecnologia que fabricamos toma um laser muito poderoso e gira algumas dezenas de canais limpos e de alta potência em um chip, o que significa que você pode substituir racks a laser separados por um dispositivo compacto, para reduzir o custo, economizar espaço e abrir a porta para um sistema mais com capacidade de energia”.
“Esta pesquisa identificou outro marco na missão de promover a fotônica de silício”, disse Lipson. “Como essa tecnologia se torna o foco da infraestrutura cada vez mais crítica e de nossa vida diária, esse tipo de progresso é essencial para garantir que os data centers sejam o mais qualificados possível”.
Dispersão
A descoberta começou com uma pergunta simples: qual é o laser mais poderoso que podemos manter em um chip?
A equipe escolheu um tipo chamado diodo a laser multimodo, amplamente utilizado em aplicações como dispositivos médicos e ferramentas de corte a laser. Esses lasers podem produzir muita luz, mas o feixe é “bagunçado”, o que torna apertado o uso para aplicações específicas.
O chip de Silicon Photonics é integrar esse laser nacional, onde os caminhos leves requerem apenas alguns microns – até centenas de nanômetros – engenharia vigilante de largura.
Gil-Molina diz: “Usamos algo chamado mecanismo de travamento para purificar a fonte do próprio ruído, mas muito barulho”. O procedimento depende da saída do laser para reformar e limpar a fotônica de silício, criando um feixe mais limpo e mais estável, um feixe de propriedades dizem alta solidariedade.
Depois que a luz é purificada, o chip adota as características ópticas do chip, dividindo esse único cordão forte em algumas dezenas de cores de lacunas iguais, é uma característica definida de uma frequência. O resultado é uma fonte de luz compacta e alta que combina a energia bruta de um laser industrial com a precisão e a estabilidade necessárias para melhorar a comunicação e a sensação.
Por que é importante agora
A hora desta época não é um acidente. Com o crescimento explosivo da inteligência artificial, a infraestrutura interior dos data centers está pressionando as informações para remover rapidamente o suficiente, por exemplo, no processador e na memória. Os data centers sofisticados já estão usando links de fibra óptica para transporte, mas a maioria deles ainda depende do laser de comprimento de onda único.
Combbs de frequência que mudam isso. Em vez de transportar um fluxo de dados de uma viga, algumas dezenas de vigas podem ser paralelas através da mesma fibra. É a política por trás da multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM), que é uma tecnologia que transformou a Internet em uma rede global de alta velocidade no final dos anos 90.
A equipe de Lipson tomou essa capacidade de trazer essa capacidade às partes sensíveis a despesas mais compactas dos sistemas de computação modernos para se ajustarem diretamente aos pentes de alta potência e comprimento de onda. Fora dos data centers, os mesmos chips podem permitir espectrômetros portáteis, relógios super ópticos, dispositivos quânticos compactos e até sistemas Leder avançados.
Gil-Molina diz: “Trata-se de trazer uma fonte leve de grau de laboratório para o dispositivo do mundo real”. “Se você pode torná -los fortes, qualificados e suficientemente pequenos, pode colocá -los em quase qualquer lugar” “
