Gunakan Suara dan Cahaya untuk Hasilkan Transfer Data Sangat Cepat

Tim peneliti di Universitas Leeds dan Nottingham menggunakan gelombang akustik untuk menggetarkan sumur kuantum di dalam laser kaskade kuantum.

Senin, 23 Maret 2020 | 11:59 WIB
0
253
Gunakan Suara dan Cahaya untuk Hasilkan Transfer Data Sangat Cepat
ilustr: New Atlas

Para peneliti telah membuat terobosan dalam pengendalian laser kaskade kuantum terahertz, yang dapat mengarah pada transmisi data pada kecepatan 100 gigabit per detik - sekitar seribu kali lebih cepat daripada Ethernet cepat yang beroperasi pada 100 megabit per detik.

Apa yang membedakan laser kaskade kuantum terahertz dari laser lain adalah kenyataan bahwa mereka memancarkan cahaya dalam rentang terahertz dari spektrum elektromagnetik. Mereka memiliki aplikasi di bidang spektroskopi di mana mereka digunakan dalam analisis kimia.

Laser-laser tersebut pada akhirnya juga dapat menyediakan hubungan nirkabel ultra-cepat, hop pendek di mana set data besar harus ditransfer di kampus-kampus rumah sakit atau antara fasilitas penelitian di universitas - atau dalam komunikasi satelit.

Untuk dapat mengirim data pada kecepatan yang meningkat ini, laser harus dimodulasi dengan sangat cepat: menyalakan dan mematikan atau berdenyut sekitar 100 miliar kali setiap detik.

Para insinyur dan ilmuwan sejauh ini gagal mengembangkan cara untuk mencapai hal ini.

Sebuah tim peneliti dari Universitas Leeds dan Universitas Nottingham percaya bahwa mereka telah menemukan cara untuk memberikan modulasi sangat cepat, dengan menggabungkan kekuatan gelombang akustik dan cahaya. Mereka telah mempublikasikan temuan mereka di Nature Communications.

John Cunningham, Profesor Nanoelectronics di Leeds, mengatakan: "Ini adalah penelitian yang menarik. Saat ini, sistem untuk memodulasi laser kaskade kuantum digerakkan oleh listrik - tetapi sistem itu memiliki keterbatasan.

"Ironisnya, elektronik yang sama yang memberikan modulasi biasanya mengerem kecepatan modulasi. Mekanisme yang kami kembangkan bergantung pada gelombang akustik."

Laser kaskade kuantum sangat efisien. Ketika elektron melewati komponen optik laser, ia melewati serangkaian 'sumur kuantum' di mana tingkat energi elektron turun dan foton atau pulsa energi cahaya dipancarkan.

Satu elektron mampu memancarkan banyak foton. Proses inilah yang dikendalikan selama modulasi.

Alih-alih menggunakan elektronik eksternal, tim peneliti di Universitas Leeds dan Nottingham menggunakan gelombang akustik untuk menggetarkan sumur kuantum di dalam laser kaskade kuantum.

Gelombang akustik dihasilkan oleh dampak pulsa dari laser lain ke film aluminium. Ini menyebabkan film mengembang dan berkontraksi, mengirimkan gelombang mekanis melalui laser kaskade kuantum.

Tony Kent, Profesor Fisika di Nottingham mengatakan, "Pada dasarnya, yang kami lakukan adalah menggunakan gelombang akustik untuk mengguncang keadaan elektronik yang rumit di dalam laser kaskade kuantum. Kita kemudian dapat melihat bahwa keluaran cahaya terahertz-nya sedang diubah oleh gelombang akustik."

Profesor Cunningham menambahkan: "Kami tidak mencapai situasi di mana kami dapat berhenti dan memulai aliran sepenuhnya, tetapi kami dapat mengontrol output cahaya beberapa persen, yang merupakan awal yang baik.

"Kami percaya bahwa dengan penyempurnaan lebih lanjut, kami akan dapat mengembangkan mekanisme baru untuk kontrol penuh emisi foton dari laser, dan mungkin bahkan mengintegrasikan struktur yang menghasilkan suara dengan laser terahertz, sehingga tidak ada sumber suara eksternal yang diperlukan."

Profesor Kent mengatakan: "Hasil ini membuka area baru untuk fisika dan teknik untuk bersatu dalam eksplorasi interaksi suara terahertz dan gelombang cahaya, yang dapat memiliki aplikasi teknologi nyata."

(Materials provided by University of Leeds)

***
Solo, Senin, 23 Maret 2020. 11:43 am
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
suka idea
antologi puisi suko