Microresonator (Mengirimkan 40 Saluran Komunikasi dengan Satu Laser)

Microresonator (Mengirimkan 40 Saluran Komunikasi dengan Satu Laser). Interkoneksi komputer yang kuat serta menghubungkannya ke pusat data akan semakin bergantung pada penghubung komunikasi serat optik. Saat ini, ia masih membutuhkan laser tunggal dengan pengendali sirkuit tunggal untuk setiap saluran. Sekarang para peneliti di universitas Purdue telah mengembangkan sebuah teknologi baru yang memungkinkan laser tunggal untuk mengirimkan data melalui sejumlah saluran yang dikendalikan secara individual, pada frekuensi yang berbeda, secara bersamaan. Mereka menerbitkan penelitian ini secara online pada tanggal 10 Agustus edisi jurnal Nature Photonics.

Microresonator
[ Ilustrasi: Birck Nanoteknologi Center / Purdue University ]
Panjang gelombang sinar laser tunggal (kiri) yang ditembakkan, diubah oleh microresonator (tengah) yang menciptakan beberapa sinar laser baru dengan panjang gelombang yang berbeda.

Kunci komponen dari teknologi ini adalah microresonator yang kecil. Lebarnya hanya 100 micrometer yang terbuat dari bahan silikon nitrida (lebih tipis dari tebal sehelai kertas). Ia sangat mudah diintegrasikan dengan chip silikon. Microresonator menggantikan komponen optik yang ada saat ini, lebih lengkap, dan sangat dibutuhkan untuk membuat laser dengan mode terkunci.

Dalam sesi percobaan, sebuah pompa laser dihubungkan ke resonator. Penelitian dengan pompa resonator, gelombang laser secara kontinu menghasilkan 1 frekwensi, dijelaskan oleh Minghao Qi, seorang profesor teknik listrik dan enjiner komputer di Purdue. Meskipun kecil, namun dapat menyimpan sejumlah besar kekuatan, yang mengarah ke interaksi non-linear. "Biasanya, bila kita memompakan sesuatu ke resonator, maka interaksinya adalah sejajar (linear), frekwensi I/O (input/output) adalah sama", jelas Qi. "Ketika interaksi tidak sejajar (non-linear), ini pada dasarnya menghasilkan frewensi harmonic tingkat tinggi yang baru".

Qi juga menambahkan bahwa, karena jarak antara puncak frekwensi yang berbeda adalah sama, resonator tersebut dinamakan dengan "frekwensi sisir". Frekwensi dapat disetel dengan mengubah resonansi frekwensi pada resonator. Ini dapat dicapai dengan sebuah pemanas elektrik, yaitu sebuah kawat emas kecil lapisan atas pada resonator. Merubah suhu indeks bias resonator, maka akan mengubah frekwensi resonansi.

Saat percobaan berjalan dengan baik dengan pulsa cahaya yang berbeda, peneliti juga mencatat bahwa adanya "pulsa gelap", atau interval yang sangat singkat dimana tidak ada cahaya yang ditransmisikan. Interval ini dapat terjadi setiap satu atau dua picosecond, yang seratus kali lebih cepat dairi kecepatan switching dari kebanyakan mikroprosesor yang paling canggih yang ada saat ini. Menurut para peneliti Purdue, mereka menunjukkan bahwa pulsa gelap dapat dikonversi menjadi pulsa terang. "Jadi dengan menciptakan pulsa gelap pertama, Anda bisa memiliki proses yang kuat dan terkendali," kata Qi.

Selain memfasilitasi komunikasi optik dengan volume yang tinggi pada komputer, microresonator dapat juga digunakan dibidang sensor optik dan spektroskopi. Jika Anda ingin menyelidiki senyawa pada panjang gelombang yang berbeda, Anda dapat menggunakan laser yang dapat disetel untuk membangkitkan molekul pada panjang gelombang yang berbeda. Dengan laser konvensional, Anda biasanya harus menyetel laser ke sebuah frekwensi yang berbeda untuk setiap pengukuran, yang memakan waktu pastinya. Apa lagi biasanya laser yang disetel-setel harganya sangatlah mahal, jelas Qi.

Untuk saat ini, para ilmuwan belum memasukkan microresonator pada sebuah chip bersamaan dengan komponen lainnya. "Ini akan menjadi peluang kami selanjutnya", jelas Qi.

 

Keyword: Microresonator | Komunikasi Serat Optik | Nanoteknologi | Robotika