Yeni bir optik anahtar, dairesel polarize ışık ve yenilikçi bir yarı iletken kullanarak fiber optik sistemlerde verileri daha hızlı ve verimli işlemeyi mümkün kılıyor. Bu teknoloji, enerji tasarrufu sağlarken materyallerin kuantum özelliklerini kontrol etmenin yollarını açarak optik bilişim ve temel bilimde büyük ilerlemeler vaat ediyor.
Günümüzde yüksek hızlı internet, büyük miktarda veriyi fiber optik kablolar aracılığıyla ışıkla hızlı ve güvenilir bir şekilde iletir. Ancak, veri işlenmesi gerektiğinde ışık sinyalleri önce elektrik sinyallerine dönüştürülür, bu da bir darboğaza yol açar. Tümüyle optik bir anahtar, bu elektriksel dönüşüme gerek kalmadan ışık sinyallerini kontrol ederek zamandan ve enerjiden tasarruf sağlar.
Michigan Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, bir ultra ince yarı iletkenle kaplanmış bir optik kavite içinden helisel yapıda dairesel polarize ışık geçirerek ultra hızlı bir optik anahtar geliştirdi. Bu cihaz, ışık sinyallerini yalnızca ışıkla kontrol etmenin yanı sıra XOR anahtarı gibi mantıksal işlemler gerçekleştirebilir.
Optik bilişim, düşük enerji kaybı sayesinde daha cazip hale gelmektedir. Bu yenilikçi çalışma, iki boyutlu malzemelerle veri geçişini çok düşük enerji ile gerçekleştirmektedir.
Araştırmacılar, ışığı yansıtan aynalar arasında çok ince bir tungsten diselenid (WSe2) tabakasından oluşan bir optik kaviteyi kullandılar. Bu yapı sayesinde, lazer ışığı, optik Stark etkisi adı verilen bir etkiyle yarı iletkendeki elektron bantlarını genişletti. Bu da sinyal ışığının enerji miktarını değiştirerek, kuantum fizik ve teknoloji açısından önemli etkiler yarattı.
Bu etkiyle oluşan sahte manyetik alanın gücü, Dünya’nın en güçlü mıknatısından bile güçlüydü. Araştırmacılar, ışığın bükülme yönünü değiştirerek bu alanı kontrol edebildiler ve elektronların spin yönelimlerini geçici olarak değiştirdiler. Bu sayede, zaman tersinim simetrisi bozuldu ve yüksek enerji verimli teknolojilerde kullanılabilecek büyük manyetik alanlar oluşturuldu.
Referans: “Cavity Floquet engineering” Lingxiao Zhou ve arkadaşları, Nature Communications, 6 Eylül 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-52014-0
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder