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ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग को बदलने के लिए प्रकाश के लिए ट्रांजिस्टर

Anonim

एक उच्च प्रदर्शन 'फोटोनिक ट्रांजिस्टर' जो इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल के बजाए हल्के संकेतों को स्विच करता है ऑप्टिकल सिग्नल प्रोसेसिंग में क्रांतिकारी बदलाव कर सकता है।

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इलेक्ट्रॉनिक ट्रांजिस्टर, जो विद्युतीय प्रवाह के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए लघु स्विच के रूप में कार्य करते हैं, आधुनिक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स और कंप्यूटरों को कम करते हैं। अत्याधुनिक माइक्रोप्रोसेसर चिप्स में कई अरब ट्रांजिस्टर होते हैं जो विद्युत तारों और इंटरकनेक्ट्स में बहने वाले सिग्नल स्विच करते हैं। बढ़ती डेटा प्रोसेसिंग की गति और चिप आकार को कम करने के साथ, तार, इंटरकनेक्ट गर्मी के रूप में काफी ऊर्जा बर्बाद करते हैं।

एक विकल्प ऊर्जा-कुशल ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स के साथ विद्युत इंटरकनेक्ट को प्रतिस्थापित करना है जो प्रकाश संकेतों का उपयोग कर डेटा लेता है। हालांकि, ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स के लिए ट्रांजिस्टर का एक व्यावहारिक एनालॉग अभी तक मौजूद नहीं है। इसलिए, ए * स्टार डाटा स्टोरेज इंस्टीट्यूट और सिंगापुर और संयुक्त राज्य अमेरिका के सहकर्मियों के विवेक कृष्णमूर्ति ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स के लिए एक व्यावहारिक 'फोटोनिक ट्रांजिस्टर' विकसित कर रहे हैं जो इलेक्ट्रॉनिक ट्रांजिस्टर के समान तरीके से प्रकाश संकेतों को नियंत्रित कर सकते हैं।

शोधकर्ताओं का नवीनतम फोटोनिक ट्रांजिस्टर डिज़ाइन प्रचलित अर्धचालक प्रौद्योगिकी पर आधारित है और उच्च स्विचिंग लाभ, कम स्विचिंग पावर और उच्च ऑपरेटिंग गति के आकर्षक गुण प्रदान करता है।

महत्वपूर्ण बात यह है कि शोध दल का डिज़ाइन 2 से अधिक या बराबर के स्विचिंग लाभ को सक्षम बनाता है, जिसका अर्थ है कि आउटपुट सिग्नल इनपुट सिग्नल की ताकत से दोगुना से अधिक है। इसलिए, ट्रांजिस्टर को कैस्केड किया जा सकता है: एक फोटोनिक ट्रांजिस्टर से आउटपुट सिग्नल पर्याप्त मजबूत है ताकि इसे कई अन्य लोगों को खिलाने के लिए विभाजित किया जा सके। 'फैन-आउट' के रूप में जाना जाता है, इस कार्यक्षमता का मतलब है कि डिज़ाइन डेटा के लिए एक ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट प्लेटफॉर्म पर ऑल-ऑप्टिकल प्रोसेसिंग के लिए जुड़े कई ऐसे स्विचिंग तत्वों के साथ बड़े सर्किट बनाने के लिए बड़े पैमाने पर सर्किट बनाने के लिए एक बिल्डिंग ब्लॉक बन सकता है। इसके अलावा, कृष्णमूर्ति का कहना है कि डिजाइन पारंपरिक ऑल-ऑप्टिकल स्विचिंग प्रौद्योगिकियों की तुलना में 10-20 गुना कम बिजली का उपभोग करता है और बहुत तेजी से काम कर सकता है।

टीम के डिजाइन में युग्मित सिलिकॉन वेवगाइड्स का एक सर्किट होता है जो 1.5 माइक्रोमीटर के तरंग दैर्ध्य के साथ अवरक्त प्रकाश का मार्गदर्शन करता है। कुछ वेवगाइड्स में ऑप्टिकल सक्रिय सामग्री होती है, जैसे इंडियम गैलियम आर्सेनाइड अर्धचालक, जो सिग्नल लाइट को बढ़ा या अवशोषित कर सकता है, यह ऑप्टिकल उत्साहित है या नहीं। ऑपरेशन के दौरान, शॉर्ट-वेवलेंथ रूटिंग बीम की तीव्रता सर्किट में अवशोषण और लाभ को बदलने के द्वारा आउटपुट बीम की ताकत को नियंत्रित करने के लिए उपयोग की जाती है।

शोधकर्ता अब प्रयोगात्मक रूप से अपने ऑप्टिकल ट्रांजिस्टर का एहसास करने के लिए काम कर रहे हैं। कृष्णामुर्ती बताते हैं, "हम इसे एक सिलिकॉन चिप पर महसूस कर रहे हैं ताकि यह व्यावसायिक तैनाती को सक्षम करने के लिए मौजूदा माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उद्योग मानकों के साथ संगत होगा।" "एक बार जब हम प्रोटोटाइप को प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित करते हैं, तो हम इसे ऑप्टिकल इंटरकनेक्ट्स के लिए बड़े पैमाने पर ऑप्टिकल स्विचिंग सिस्टम में एकीकृत कर सकते हैं।"

अध्ययन के लिए सार तत्व यहां पाया जा सकता है: //www.opticsinfobase.org/jlt/abstract.cfm?URI=jlt-31-13-2086&origin=search

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कहानी स्रोत:

विज्ञान, प्रौद्योगिकी और अनुसंधान एजेंसी (ए * स्टार) द्वारा प्रदान की गई सामग्री। नोट: सामग्री शैली और लंबाई के लिए संपादित किया जा सकता है।


जर्नल संदर्भ :

  1. विवेक कृष्णमूर्ति, यिजिंग चेन, और सेन्ग-टियोन हो। स्विचिंग लाभ के लिए फोटोनिक ट्रांजिस्टर डिजाइन सिद्धांत> = 2जर्नल ऑफ लाइटवेव टेक्नोलॉजी, 31, 2086% u20132098 (2013)