Quand il vient à la vitesse, les photons quittent électrons pour mort, ce qui signifie des ordinateurs optiques seront beaucoup plus rapides que leurs cousins ​​à base d'électrons actuels. Alors que diodes pour une utilisation dans les systèmes de traitement optique de l'information existent déjà, ceux-ci requièrent une aide extérieure pour transmettre des signaux ne peuvent donc être facilement intégré dans les puces informatiques. Maintenant, les chercheurs de l'Université de Purdue ont développé un "diode optique passif» qui non seulement ne nécessite aucune aide extérieure pour transmettre des signaux, mais il est aussi tellement petit que des millions se tenir sur une puce d'ordinateur, conduisant potentiellement à plus rapide, plus puissant traitement de l'information et les superordinateurs.

Alors que d'énormes quantités de données sont transmises dans le monde entier par des câbles de fibres optiques, les signaux optiques doivent être convertis en signaux électroniques quand ils arrivent à destination pour une utilisation dans les ordinateurs - et vice versa. Cette traduction non seulement nécessite un équipement coûteux, mais ralentit la vitesse de traitement de l'information et réduit la sécurité des données. L'équipement qui permet aux informations optiques transmis à traiter sans traduction permettrait de surmonter ces problèmes.

Les diodes sont capables de traitement de l'information car ils sont capables de transmettre des signaux - le plus souvent un courant électrique - dans une seule direction, tout en bloquant des signaux à partir de la direction opposée. Ce, Purdue professeur Andrew Weiner rappelle, est la partie la plus fondamentale d'un circuit logique. La diode optique passif développé à l'Université Purdue rend cela possible avec la lumière au lieu des électrons.

La nouvelle diode est constitué de deux plaques de silicium qui mesurent seulement 10 microns de diamètre, qui est d'environ un dixième de la largeur d'un cheveu humain. Après avoir été transmis à travers une fibre optique, la lumière infrarouge provenant d'un laser à longueur d'onde de télécommunication est guidé par une microstructure appelé un guide d'ondes. Il passe ensuite successivement à travers deux anneaux de silicium et subit alors "d'interaction non linéaire" l'intérieur des anneaux minuscules.

Selon le sonner la lumière pénètre dans la première, il sera soit passer dans la direction vers l'avant ou être dissipée dans la direction vers l'arrière, ce qui rend pour la transmission unidirectionnelle. Les anneaux peuvent être ajustées en les chauffant au moyen d'un "microchauffage», ce qui modifie les longueurs d'onde auxquelles elles transmettent, ce qui permet de traiter une large gamme de fréquences.

Étant composé de silicium, Purdue étudiant diplômé Jian Wang dit que les diodes optiques sont compatibles avec les procédés de fabrication de l'industrie actuelle pour le métal-oxyde-semiconducteur complémentaires (CMOS) utilisée pour produire des puces informatiques.

"Ces diodes sont très compacts, et ils ont d'autres attributs qui les rendent attrayants comme un élément potentiel de futures puces photoniques de traitement de l'information," dit-elle.

En éliminant la nécessité pour la traduction de l'électronique à des signaux optiques, les nouvelles diodes optiques pourraient rendre plus rapide et plus sécurisé traitement de l'information et, en les utilisant pour connecter de nombreux processeurs ensemble, pourraient également conduire à des superordinateurs plus rapides, plus puissants.

Diodes optiques de l'équipe de Purdue, qui sont presque prêts pour la commercialisation, sont décrits dans un article publié en ligne dans la revue La science.