Dünyanın dört bir yanına anında ve devasa miktarda veri taşıyan optik fiber ağlar, modern iletişimin omurgasını oluşturuyor. Ancak bu performansı bilgisayar çiplerine entegre etmek bugüne kadar mühendislik açısından büyük bir zorluktu. Nature dergisinde yayımlanan yeni bir araştırma, optik fiberin ultra düşük kayıplı veri iletim özelliğini doğrudan silikon levhalar (wafer) üzerine basmanın yolunu bularak bu engeli aştı.
FİBER OPTİK KALİTESİ SİLİKON ÇİPLERE TAŞINDI
Caltech Bilgi Bilimi ve Teknolojisi ile Uygulamalı Fizik Profesörü Kerry Vahala liderliğindeki ekip, çip üzerinde ışığı yönlendiren yollar (dalga kılavuzları) oluşturmak için standart fiber optiklerde kullanılan malzemeyle aynı olan ‘germano-silikat’ kullandı.
Geliştirilen litografi tabanlı üretim süreciyle, bilgisayar çipleri için kullanılan 8 ve 12 inçlik standart levhalara bu optik devreler doğrudan basılabildi. Işığın çip üzerinde kat ettiği mesafeyi uzatmak için nanoteknoloji kullanılarak sarmal bir yapı tasarlandı.
Emcore şirketinin Baş Teknoloji Sorumlusu (CTO) Henry Blauvelt, çalışmanın ticari önemini şu sözlerle özetledi: "Germano-silikat dalga kılavuzları, optik fiberler ile yarı iletken lazerler arasında ışığı son derece verimli bir şekilde iletiyor. Bu durum, devasa sunucu altyapılarının genel enerji maliyetini düşürmede hayati bir rol oynayacak."
‘YENİDEN ERİTME’ TEKNİĞİ İLE REKOR PERFORMANS
Araştırmanın en dikkat çekici yanlarından biri, malzemenin mikroskobik yüzeyinin tek tek atomlar seviyesine kadar pürüzsüzleştirilebilmesi. Çalışmanın baş yazarlarından Dr. Hao-Jing Chen, malzemenin nispeten düşük erime sıcaklığı sayesinde çipleri fırınlayarak yüzeyi ‘yeniden erittiklerini’ belirtti. Bu işlem, görünür ışık entegre devrelerinin en büyük sorunu olan sinyal saçılma kaybını büyük ölçüde ortadan kaldırdı.
Sonuç olarak yeni platform, görünür dalga boylarında endüstri standardı olan silikon nitrürün performansını 20 kat aşmayı başardı.
YAPAY ZEKA VE KUANTUM İÇİN YENİ BİR ÇAĞ
Bu teknolojik sıçrama, kaybı azaltmanın yanı sıra çiplerin kararlılığını da muazzam ölçüde artırıyor. Örneğin, bu yöntemle üretilen lazerler, önceki versiyonlara göre 100 kat daha uzun süre tutarlı ışık yayabiliyor.
Sadece 2 santimetre çapındaki bu çiplerin üzerinde sağlanan ultra düşük sinyal kaybı, şu alanlarda oyunun kurallarını değiştirecek:
Profesör Vahala, geliştirdikleri bu mimariyi bir ‘İsviçre çakısına’ benzeterek, teknolojinin çok çeşitli endüstriyel ortamlara hızla uyarlanabileceğini ve bağlantılı bir dijital ekonomi için yeni kapılar açacağını vurguladı.
