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Supplemento di Tecnici.it - Quotidiano di informazione scientifica e tecnica - ISSN 2284-0109 - Anno 7 n° 39 del 27/11/2014
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La fibra ottica con funzioni elettroniche superveloci e' realta'

Elettronica, telecomunicazioni, tecnologia laser e telerilevamento sono alcune delle possibili applicazioni

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Pubblicato sul Canale elettronica il 10 febbraio 2012

Per la prima volta, un gruppo di chimici, fisici e ingegneri ha sviluppato materiali cristallini che permettono di creare una fibra ottica che integra funzioni elettroniche ad alta velocità. Le potenziali applicazioni spaziano dall’elettronica alle telecomunicazioni, dalla tecnologia ottica al laser fino ai dispositivi di telerilevamento.

La ricerca è stata avviata da Rongrui Lui, ricercatore presso il Dipartimento di Chimica della Penn State University. Il team internazionale, guidato dal professor John Badding pubblicherà le sue conclusioni sulla rivista Nature Photonics.

Badding ha spiegato che una delle più grandi sfide tecnologiche attuali è lo scambio, rapido ed efficiente, di informazioni tra ottica ed elettronica. La tecnologia esistente ha sviluppato alcune modalità di fusione tra fibre ottiche e chip elettronici in silicio, impiegati nella maggior parte dei dispositivi elettronici semiconduttori come le celle solari, diodi emettitori di luce (Led), computer, e telefoni cellulari.

"La fibra ottica è di solito un mezzo passivo che trasporta semplicemente luce, mentre il chip è la parte che esegue la parte elettrica dell'equazione – ha spiegato Badding –“. La sfida dei ricercatori della Penn State è stata dunque quella di superare questo “limite” creando "fibra intelligente" che presenta funzioni elettroniche integrate.

Non poche le difficoltà incontrate dal team. In primo luogo, le fibre si presentano rotonde e cilindriche, mentre i chip sono piatti e semplicemente modellare la connessione tra i due è una sfida. Un altro ostacolo è stato l'allineamento dei pezzi in materiali estremamente piccoli: basti pensare che una fibra ottica è circa 10 volte inferiore alla larghezza di un capello umano.

Per affrontare queste sfide, i membri del team hanno adottato un approccio innovativo. Invece di unire un chip piatto con una fibra ottica rotonda, hanno trovato un modo per costruire un nuovo tipo di fibra ottica con la propria componente elettronico integrato, bypassando così la necessità di integrare i due elementi. Per fare questo, hanno usato tecniche di chimica ad alta pressione per depositare materiali semiconduttori direttamente, strato per strato, in piccoli fori nelle fibre ottiche.

"La grande svolta è che non abbiamo avuto bisogno di tutto il chip come parte del prodotto finito. Siamo riusciti a costruire la giunzione - il punto dove si svolge tutta l'azione elettronica – all’interno della fibra – ha affermato ha detto Pier J.A. Sazio dell'Università di Southampton nel Regno Unito -. Inoltre, mentre la fabbricazione di chip convenzionale richiede milioni di dollari, il nostro processo può essere eseguito con apparecchiature semplici e meno costose."

Sazio ha aggiunto che uno degli obiettivi chiave della ricerca in questo campo è quello di creare una rete veloce interamente in fibra ottica. "Se il segnale non lascia mai la fibra, allora è una tecnologia più veloce, meno costoso e più efficiente – ha aggiunto Sazio –. Spostando la tecnologia dal chip direttamente sulla fibra, si aprono le porte a una vasta gamma di applicazioni optoelettroniche”.

O.O.



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