Intel überträgt Daten mit moduliertem Licht

Bei dem angewandten Verfahren wird ein Lichtstrahl in zwei Teile geteilt und dann einer der Teilstrahlen durch ein Gerät geschickt, in dem der Strahl einer elektrischen Ladung ausgesetzt wird. Die dadurch entstehende Phasenverschiebung sorgt beim Wiederzusammenführen der Strahlen für einen Stroboskopeffekt oberhalb der 1 GHz-Grenze, was 50 mal schneller ist als es bisher möglich war. Dieser Effekt kann nun genutzt werden, um damit Daten zu übermitteln. Dieses Verfahren könnte in vielen Bereichen des Alltags angewendet werden, wie in PCs, Fernsehern, Digitalkameras etc. Es wäre möglich, Daten mit Lichtgeschwindigkeit zu transportieren und die Forscher behaupten, dass sie das eine GHz noch auf 10 GHz hochschrauben können Pressemitteilung Forscher von Intel bauen schnellsten Silizium-Photonenapparat der Welt Santa Clara / Feldkirchen - Intels Wissenschaftler haben einen großen Fortschritt erzielt: mit Hilfe von Silizium-Fertigungsprozessen gelang es ihnen, ein neuartiges, Transistor-ähnliches Gerät zu entwickeln, das einen Lichtstrahl mit Daten modulieren kann. Die Möglichkeit, aus gewöhnlichem Silizium einen schnellen photonischen (Glasfaser-) Modulator erzustellen, könnte extrem kostengünstige und schnelle Glasfaserverbindungen zwischen PCs, Servern und anderen elektronischen Geräten ermöglichen. Auch die Verwendung im Innern von Computern ist denkbar. Wie die heutige Ausgabe des Magazins "Nature" berichtet, teilendie Forscher bei Intel einen Lichtstrahl beim Durchgang durch Silizium in zwei Teile und setzen dann den einen Teilstrahl mit einem neuartigen transistor-ähnlichen Gerät einer elektrischen Ladung aus, die eine Phasenverschiebung hervorruft. Wenn die beiden Lichtstrahlen wieder zusammengeführt werden, sorgt die Phasenverschiebung zwischen den beiden Teilstrahlen beim Austritt aus dem Chip für einen Stroboskopeffekt im Bereich oberhalb von einem Gigahertz (eine Milliarde Datenbits pro Sekunde), das ist 50 mal schneller als dies bisher mit Silizium möglich war. Dieses An/Aus-Muster des Lichts kann zur Übertragung digitaler Daten genutzt werden. "Dies ist ein bedeutender Schritt hin zur Entwicklung optischer Geräte, die Daten im Innern von Computern mit Lichtgeschwindigkeit transportieren" erklärte Patrick Gelsinger, Senior Vice President und Chief Technology Officer bei Intel. "Eine bahnbrechende Neuheit von solcher Bedeutung rüttelt die gesamte Branche auf und öffnet mit der Zeit die Tür für neue Geräte und Anwendungen. Sie hat das Potential, das gesamte Internet zu beschleunigen, um ein vielfaches schnellere Hochleistungscomputer zu bauen und Anwendungen mit hoher Datenrate zu entwickeln, wie etwa extrem hochauflösende Displays oder optische Erkennungssysteme." Bis heute erfordert die Herstellung professioneller optischer Geräte kostspielige und exotische Werkstoffe mit komplizierten Fertigungsverfahren, was ihre kommerzielle Nutzbarkeit auf Spezialmärkte beschränkt, wie geografisch ausgedehnte Netzwerke und Telekommunikation. Mit der Herstellung eines schnellen, optischen Modulators auf Siliziumbasis mit Geschwindigkeiten oberhalb von 1 GHz demonstriert Intel, dass sich handelsübliches Silizium kostengünstig für die optische Hochgeschwindigkeitstechnik einsetzen lässt und dadurch viel mehr Anwendungsmöglichkeiten in der Computer- und Kommunikationstechnik eröffnet. Im Silizium können Licht und Elektronik zusammen arbeiten Die Forschung an der Silizium-Photonik begann bei Intel bereits Mitte der neunziger Jahre mit den ersten Versuchen, Transistoren dazu zu veranlassen, im Innern von Mikroprozessoren optische Schaltvorgänge auszuführen. Obwohl Silizium dem menschlichen Auge undurchsichtig erscheint, ist es für infrarotes Licht durchlässig. "So wie Superman mit seinem Röntgenblick durch Wände sehen kann, können wir mit Infrarotblick durch Silizium sehen," erklärte Mario Paniccia, Leiter der Silizium-Photonikforschung bei Intel. "Dadurch können wir infrarotes Licht durch Silizium leiten. Es besitzt dieselbe Wellenlänge, die normalerweise in der optischen Kommunikationstechnik angewandt wird. Die Art, wie elektrische Ladungen sich beim Anlegen einer Spannung durch einen Transistor bewegen, können wir ausnutzen, um das Verhalten des Lichts beim Durchgang durch diese elektrischen Felder zu beeinflussen. Das brachte uns dazu, die Eigenschaften des Lichts, wie Phase und Amplitude, zu manipulieren und so optische Geräte auf Basis von Silizium zu erschaffen." Wozu Glasfasern in Chips? Für mehr Bandbreite und damit Geschwindigkeit. Das eine Gigahertz des ersten experimentellen Apparates bedeutet eine Milliarde Bits an Informationen, die durch eine einzelne Glasfaser laufen. Die Wissenschaftler bei Intel sind überzeugt, dass sie mit dieser Technologie bis zu 10 GHz oder mehr erreichen können. Eine einzelne photonische Verbindung kann mehrere Datenkanäle gleichzeitig mit derselben Geschwindigkeit transportieren, indem verschiedenfarbiges Licht verwendet wird, ganz so wie ein Radiogerät mehrere Stationen empfangen kann oder beim Kabelfernsehen Hunderte von Kanälen übertragen werden. Überdies sind Glasfaserkabel unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen und Überlagerungen, die bei den herkömmlichen schnellen Kupferkabeln so große Probleme bereiten. "Wir haben ein langfristiges Forschungsprogramm angeschoben, in dessen Rahmen wir untersuchen, wie wir unsere Erfahrungen mit Silizium in anderen Bereichen anwenden können. Fernziel ist die Entwicklung integrierter optischer Geräte," erklärte Paniccia.