دستیابی به دانش فنی سوئیچ‌های تمام نوری برای ایجاد ارتباطات بلند

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست جمهوری، ملیحه رنجبران که در قالب تحقیقات پسادکتری خود با راهنمایی سیده مهری حمیدی سنگدهی و با حمایت بنیاد ملی علم ایران موفق به اجرای این طرح شده، گفت: سوئیچ‌های تمام نوری فوق سریع توجه بسیاری از محققان را در کاربردهایی مانند شبکه‌های ارتباطی بلندبرد به خود جلب کرده است. در یک سوئیچ تمام نوری، باریکه نور ورودی توسط حضور یا عدم حضور باریکه نور دیگری، طی فرایند برهم‌کنش نور-نور در یک ماده غیرخطی، جذب یا دچار انحراف می‌شود.

وی ادامه داد: روش‌های مختلفی از جمله بلور فوتونی، ترمو-نوری و آکوستو-نوری تاکنون کشف شده که البته مورد استفاده نیز قرار گرفته‌اند؛ اما آنچه در شبکه‌های انتقال اطلاعات کوانتومی مهم است، سوئیچ‌های نوری است که با تعداد کم فوتون کار کنند. در بسیاری از این سوئیچ‌ها از بخار فلزات قلیایی بهره گرفته می‌شود.

رنجبران خاطر نشان کرد: با توجه به اینکه برهم کنش نوری غیرخطی در این مواد بسیار کوچک است، برای دستیابی به چنین سوئیچ‌هایی نیاز به استفاده از روشی برای تقویت این فرایند است. از جمله این روش‌ها، روش‌های مختلف تداخل کوانتومی، استفاده از شدت بالای پرتو لیزر و همچنین تقویت‌کننده‌ها است که توان مصرفی سامانه و بالتبع هزینه ساخت را افزایش می‌دهد؛ بنابراین به روشی نیاز است که با افزایش برهم‌کنش نور-ماده نیاز به توان مصرفی بالا را از بین ببرد.

این پژوهشگر در ادامه بیان کرد: آنچه در این تحقیق پیشنهاد شده، ترکیب پدیده‌های تشدید اتمی و پلاسمونی برای کاهش هزینه‌ها و بالا بردن بهره‌وری است. این ترکیب قابلیت‌های جدیدی را در مهندسی خواص طیفی مواد به‌وجود می‌آورد.

رنجبران خاطر نشان کرد: سوئیچ‌های تمام الکتریکی مانند ترانزیستورها، اساس ساختار مدارهای دیجیتال هستند. از آنجایی‌که در دنیای امروز، ارتباطات بلندبرد بر اساس فیبرهای نوری صورت می‌گیرد، فرایندهای تبدیل سیگنال نوری به الکتریکی و بالعکس به هنگام دریافت و ارسال اطلاعات ضروری است.

وی افزود: با توجه به نیاز این صنعت به فرایندهای تبدیل بسیار سریع و پرشمار، نیاز به استفاده از ادوات تمام‌نوری به‌وجود آمده است. ادوات تمام‌نوری به دلیل آنکه از هزینه پایین‌تر، سرعت بالاتر و ابعاد کوچکتری برخوردار هستند، توجه بسیاری را در ارتباطات کوانتومی به خود جلب کرده‌اند.