Истраживачи су створили ултра-компактни наноласер који би могао да трансформише начин на који се подаци крећу унутар микрочипова, замењујући електричне сигнале светлошћу.
Идеја да рачунари комуницирају помоћу светлости уместо електрицитета све је ближа стварности, захваљујући пробоју наноласера развијеном на Technical University of Denmark (DTU).
Нови приступ преносу података
Описан у Science Advances, уређај је довољно мали да се може уградити у хиљадама примерака на један микрочип. Уместо ослањања на електричне струје, које стварају топлоту и успоравају перформансе, ови наноласери би могли да преносе информације користећи фотоне.
Ова промена могла би драматично да повећа брзину обраде уз смањење потрошње енергије — од паметних телефона до великих дата центара.
„Наноласер отвара могућност стварања нове генерације компоненти које комбинују високе перформансе са минималном величином. Ово би могло бити у информационим технологијама, на пример, где ултра-мали и енергетски ефикасни ласери могу смањити потрошњу енергије у рачунарима, или у развоју сензора за здравствени сектор, где екстремна концентрација светлости наноласера може обезбедити слике високе резолуције и ултраосетљиве биосензоре“, каже професор Јеспер Мерк.
Мерк је радио на студији са колегама, укључујући др Менк Сјонга и Ђи Ђу са DTU Electro.
Преполовљена потрошња енергије рачунара
Иако интернет већ користи светлост за пренос података кроз оптичке каблове, рачунари и даље зависе од електричних сигнала унутар својих интерних кола. Ово ствара топлоту и ограничава перформансе.
Увођење наноласера директно на чипове могло би превазићи ове проблеме омогућавајући бржи пренос података уз минималан губитак енергије. Мерк процењује да би ова технологија могла смањити потрошњу енергије рачунара за око половину.
DTU наноласер је дизајниран да испуни ту улогу, јер се очекује да ће будући чипови захтевати хиљаде компактних, енергетски ефикасних извора светлости за интерни пренос сигнала.
Технолошки пробој
Изграђен у чистој соби DTU установе, DTU Nanolab, уређај доводи у питање дугогодишње претпоставке о томе колико мали ласери могу бити. Он се ослања на структуру за „заробљавање“ светлости, познату као нанокавитет, која концентрише светлост у изузетно малом простору — некада сматраном недостижним.
Када се активира светлосним снопом, и светлост и електрони постају ограничени унутар овог сићушног простора. То омогућава ласеру да ради на собној температури уз веома малу потрошњу енергије.
Дизајн нанокавитета првобитно је развила група професора Олеа Сигмунда са DTU Construct-а.
Бржа технологија, мање CO₂ и напредни сензори
Кључни наредни корак је омогућавање да наноласер ради на електрично напајање, што и даље представља велики истраживачки изазов. Уколико се то постигне, технологија би могла преобликовати више индустрија.
Потрошачки уређаји могли би постати снажнији уз мању потрошњу енергије, а дата центри би могли смањити своју потрошњу електричне енергије, чиме би се смањио њихов утицај на животну средину. У здравству, иста технологија могла би подржати изузетно осетљиве сензоре и напредније алате за снимање.
Истраживачи верују да би преостале техничке препреке могле бити решене у наредних 5 до 10 година.
