[ad_1]

تصویر

تصویر: شکل موج داده با سرعت 200 گیگابیت بر ثانیه با استفاده از یک تعدیل کننده پلیمر ترکیبی که توسط محققان در ژاپن ساخته شده و قادر به کار در دمای حداکثر 110 درجه سانتیگراد است ، منتقل می شود … بیشتر

اعتبار: شیوشی یوكویاما ، دانشگاه کیوشو

مراکز داده می توانند برای تعدیل کننده های الکترو نوری فوق سریع سریع تا حدی از هزینه های خنک کننده کمتری بهره مند شوند که توسط محققان در ژاپن با استفاده از پلیمری پایدار است حتی در دماهایی که آب را بجوشد.

گزارش شده در مجله ارتباطات طبیعتمدولاتورهای ترکیبی سیلیکون-پلیمر می توانند 200 گیگابایت اطلاعات را در هر ثانیه تا 110 درجه سانتیگراد منتقل کنند و می توانند امکان اتصال داده های نوری را فراهم کنند که هم در دمای بالا بسیار سریع و هم قابل اطمینان هستند ، نیاز به خنک سازی و گسترش کاربردها را در محیط های سخت کاهش می دهد. مانند سقف و اتومبیل.

تقاضا برای انتقال داده با سرعت بالا ، مانند جریان رسانه ای با کیفیت بالا ، در سال های اخیر افزایش یافته است و ارتباطات نوری برای بسیاری از اتصالات داده مورد نیاز ضروری است. یک جز critical حیاتی تعدیل کننده است ، که داده ها را بر روی پرتوی نور عبور داده شده از یک ماده الکترواپتیکی قرار می دهد که می تواند خواص نوری خود را در پاسخ به یک میدان الکتریکی تغییر دهد.

در حال حاضر ، بیشتر تعدیل کننده ها از نیمه رساناهای معدنی یا بلورها به عنوان ماده الکترو نوری استفاده می کنند ، اما پلیمرهای پایه آلی این مزیت را دارند که می توانند با خواص الکترو نوری بسیار کم هزینه تولید شده و در ولتاژ پایین کار کنند.

شیوشی یوكویاما ، استاد م theسسه شیمی و مهندسی مواد در دانشگاه کیوشو و رئیس پژوهش ، توضیح می دهد: “پلیمرها پتانسیل زیادی برای استفاده در تعدیل كننده ها دارند ، اما هنوز هم باید در مورد بسیاری از كاربردهای صنعتی به موارد قابل اطمینان توجه شود.”

یک چالش این است که بخشهایی از مولکولهای لایه پلیمری باید با فرایندی به نام پولیش سازماندهی شوند تا خصوصیات الکترواپتیکی خوبی بدست آورند ، اما این سازمان می تواند از بین برود وقتی لایه به اندازه کافی گرم شود تا نرم شود – نقطه ، به عنوان دمای انتقال شیشه نامیده می شود.

با این حال ، اگر تعدیل کننده ها و سایر اجزای بتوانند به سرعت و با اطمینان حتی در دمای بالا کار کنند ، مراکز داده می توانند گرمتر شوند ، بنابراین مصرف انرژی را کاهش می دهند – تقریباً 40٪ از آن در حال حاضر انتظار می رود به خنک کردن

تیم تحقیقاتی با استفاده از پلیمری که برای نمایش خواص الکترواپتیکی برتر و دمای بالای انتقال شیشه از 172 درجه سانتیگراد با ترکیب گروه های شیمیایی مناسب طراحی شده اند ، به یک سیگنالینگ فوق سریع در دمای بالا در مدولاتور ترکیبی سیلیکون-پلیمر مبتنی بر پیکربندی تداخل سنج Mach-Zehnder که نسبت به سایر معماری ها نسبت به تغییرات دما حساسیت کمتری دارد.

در تعدیل کننده های متشکل از چند لایه ، از جمله پلیمر و سیلیکون ، پرتو لیزر ورودی به دو بازوی با طول یکسان تقسیم می شود. استفاده از یک میدان الکتریکی بر روی پلیمر الکترواپتیکی در یکی از بازوها باعث تغییر خواص نوری می شود تا موج نور کمی جابجا شود. وقتی دو بازو با هم برمی گردند ، تداخل بین پرتوهای اصلاح شده و اصلاح نشده ، بسته به میزان تغییر فاز ، قدرت پرتو خروجی مخلوط را تغییر می دهد ، بنابراین داده ها را در نور رمزگذاری می کند.

با استفاده از یک مدار ساده برای سیگنال دادن داده ها فقط از حالت روشن و خاموش ، سرعت بیش از 100 گیگابایت بر ثانیه حاصل شده است ، در حالی که یک روش پیچیده تر با استفاده از چهار سطح سیگنال می تواند به سرعت 200 گیگابیت بر ثانیه دست یابد.

این عملکرد حتی با کارکردن دستگاهها در دمای 25 درجه سانتیگراد تا 110 درجه سانتیگراد و پس از قرار دادن دستگاهها در دمای 90 درجه سانتیگراد به مدت 100 ساعت ، با تغییرات جزئی حفظ می شود ، ثبات و ثبات تعدیل کننده ها را در محدوده بسیار گسترده ای نشان می دهد دما

یوكویاما می گوید: “عملكرد پایدار حتی وقتی كه دما تا 110 درجه سانتیگراد عالی باشد.” “این دامنه دما به معنای کار در یک محیط کنترل شده مانند مراکز داده حتی در دمای بالاتر از حد طبیعی و محیط های بسیار سختی است که دما به خوبی کنترل نشده است.”

اندازه دستگاه های فعلی میلی متر است ، که باعث می شود آنها در مقایسه با سایر طرح ها نسبتاً بزرگ باشند ، اما محققان به دنبال روش هایی برای کاهش بیشتر رد پا هستند تا شامل آرایه های متراکم از این تعدیل کننده ها در یک منطقه کوچک باشد.

یوكویاما گفت: “این نوع عملكرد نشان می دهد كه پلیمرها برای فناوری های ارتباط از راه دور آینده چقدر امیدواركننده هستند.”

###

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این مطالعه ، به “مدولاتور ترکیبی سیلیسیم-پلیمر مقاوم در برابر درجه حرارت بالا که با سرعت حداکثر 200 گیگابایت بر ثانیه کار می کند ، مراجعه کنید.-1 برای مراکز داده و برنامه های کارآمد انرژی در محیط های سخت ، “Goo-Wei Lu، Jianxun Hong، Feng Qiu، Andrew M. Spring، Tsubasa Kashino، Juro Oshima، Masa-aki Ozawa، Hideyuki Nawata and Shiyoshi Yokoyama، ارتباطات طبیعت (2020) https: //بیا دیگه.سازمان /101038 /s41467-020-18005-7

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir

ایندکسر