Dondurulmuş sıvı çekirdekli fiberle opto-akustik bellek geliştirildi

Küresel telekomünikasyon, veri merkezi altyapıları ve yeni nesil bilgi işlem sistemlerinde kullanılabilecek yeni bir fotonik platform geliştirildi. Max Planck Işık Bilimi Enstitüsü, Hannover Leibniz Üniversitesi ve Leibniz Fotonik Teknolojileri Enstitüsü araştırmacıları, sıvı çekirdekli optik fiberleri -196 derecede dondurarak ışık ve ses dalgaları arasındaki etkileşimi güçlendiren bir yapı oluşturdu. Sıvı çekirdeğin aşırı soğutularak katı faza geçirilmesiyle elde edilen fiber, ışığı iletmeyi sürdürürken hipersonik ses dalgalarıyla ışık arasındaki etkileşimi standart fiberlere kıyasla 1000 katın üzerinde artırdı.

VERİ IŞIKTAN SESE AKTARILIYOR

Geleneksel optik fiber sistemlerinde ışık, bilgiyi uzun mesafelere yüksek hızda taşıyor. Sıvı çekirdeğin dondurulmasıyla oluşturulan yeni yapı ise Brillouin-Mandelstam saçılması olarak bilinen fiziksel etkileşimi güçlendiriyor. Işık, sesten çok daha hızlı hareket ettiği için ışık üzerinden taşınan veriler geçici depolama amacıyla daha yavaş ilerleyen ses dalgalarına aktarılabiliyor. İhtiyaç duyulduğunda bu bilgiler yeniden ışığa dönüştürülebiliyor. Araştırmacılar, dondurulmuş sıvı çekirdekli fiber yapısıyla yapay zeka çipleri ve nöromorfik sistemlerde kullanılabilecek opto-akustik bellek teknolojisini sergiledi. Prof. Dr. Birgit Stiller’in Kuantum Optoakustik grubundan Simon Seiderer, "Sıvı çekirdekli fiberin dondurulmuş bölümü ışığı yönlendirme yeteneğini tam olarak koruyor. Sadece bu da değil, fiberin hem sıvı hem de donmuş bölümü hipersonik ses dalgalarını mükemmel şekilde hapsedip iletebiliyor" dedi.

IŞIK VE SES ETKİLEŞİMİ GÜÇLENDİ

Yeni mimari, sıvı çekirdekli fiberlerin yüksek doğrusal olmayan özelliklerinin kontrol edilmesine imkan sağlıyor. Çalışma, sıvı çekirdekli fiber araştırmalarında görev alan Prof. Markus Schmidt ve Prof. Mario Chemnitz’in katkılarıyla yürütüldü. Araştırmacılar, çekirdeğin katılaştırılmasıyla elde edilen yapının hem optik hem de akustik özelliklerini koruduğunu belirledi. Bu yapı sayesinde ışık ile ses dalgaları arasında daha güçlü ve kontrollü bir etkileşim oluşturuldu.

NÖROMORFİK VE KUANTUM SİSTEMLERDE KULLANILABİLECEK

Dondurulmuş sıvı çekirdekli fiber mimarisi, fotonik nöromorfik sistemlerin ihtiyaç duyduğu enerji miktarını azaltmaya yönelik yeni bir yaklaşım sunuyor. Prof. Dr. Birgit Stiller, "Sıvı çekirdeği dondurarak, kullanımı son derece pratik ancak doğrusal olmayan özellikleri yüksek tamamen yeni bir fiziksel platform oluşturduk. Son derece verimli bir opto-akustik belleğin sergilenmesi önemli bir ilk adım. Bu düzeydeki ışık-ses birleşimi yalnızca nöromorfik bilgi işlem için değil, kuantum bilgi işleme, mikrodalga fotoniği ve yüksek hassasiyetli algılama için de yeni imkanlar sunuyor" ifadelerini kullandı. Geliştirilen optik fiber mimarisinin minyatür kimya laboratuvarlarında, yüksek hassasiyetli tıbbi sensörlerde, endoskoplarda, kuantum bilgisayarlarda ve yeni nesil telekomünikasyon altyapılarında kullanılması hedefleniyor.