เครื่องตรวจจับอินฟราเรดเพื่อเพิ่มอินเทอร์เน็ตในวันพรุ่งนี้

เครื่องตรวจจับอินฟราเรดเพื่อเพิ่มอินเทอร์เน็ตในวันพรุ่งนี้

เครื่องตรวจจับด้วยแสงซิลิคอนชนิดใหม่ที่คิดค้นโดยนักฟิสิกส์ในแคนาดาและสหราชอาณาจักรน่าจะช่วยให้แน่ใจว่าอินเทอร์เน็ตจะไม่หยุดชะงัก เนื่องจากผู้คนแชร์และดาวน์โหลดข้อมูลออนไลน์มากขึ้น อุปกรณ์นี้สามารถสร้างขึ้นโดยใช้เทคนิคการประดิษฐ์ชิปที่มีอยู่ จะช่วยลดความกดดันในศูนย์ข้อมูลของเว็บด้วยการเปิดช่วงความถี่ใหม่ในการสื่อสารด้วยแสง การใช้สื่อสังคมออนไลน์ การสตรีมวิดีโอ 

และแอปพลิเคชัน

ที่มีข้อมูลจำนวนมากมากขึ้นทำให้การใช้งานอินเทอร์เน็ตเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว บริษัทเทคโนโลยีของสหรัฐฯกล่าวว่าการรับส่งข้อมูลทางอินเทอร์เน็ตทั่วโลกเพิ่มขึ้นมากกว่าห้าเท่าระหว่างปี 2551 ถึง 2556 และคาดว่าจะเพิ่มขึ้นอีก 3 เท่าภายในปี 2561 ความต้องการบริการออนไลน์ที่ไม่เพียงพอ

อย่างเห็นได้ชัดนี้สร้างแรงกดดันต่อฮาร์ดแวร์ที่ประกอบกันเป็น อินเทอร์เน็ต และโดยเฉพาะอย่างยิ่งในศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ที่จัดเส้นทางบิตและไบต์ระหว่างคอมพิวเตอร์ทั่วโลก ความต้องการที่เพิ่มขึ้นจนถึงขณะนี้ บริษัทต่างๆ ที่ดำเนินการศูนย์ข้อมูลดังกล่าวมักจะใช้การเดินสายไฟฟ้าเพื่อเชื่อมโยงเซิร์ฟเวอร์

หลายพันเครื่องที่พวกเขาจ้างงาน แต่ปัจจุบันหลายบริษัทเปลี่ยนการเดินสายดังกล่าวเป็นสายไฟเบอร์ออปติก ซึ่งมีข้อดีหลายประการเหนือทองแดงหลากหลายชนิด ได้แก่ ลดการสูญเสียในระยะทางไกล เนื่องจากไม่รับสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า และที่สำคัญที่สุดคือแบนด์วิธที่มากกว่า 

อย่างไรก็ตาม ในออนแทรีโอกล่าวว่า แม้แต่เทคโนโลยีไฟเบอร์ในปัจจุบันก็อาจล้นไปด้วยความต้องการของผู้ใช้ที่เพิ่มขึ้นภายในหนึ่งหรือสองทศวรรษ ในงานล่าสุด ในสหราชอาณาจักร ได้สร้างและทดสอบเครื่องตรวจจับแสง ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพัลส์ของแสงที่ส่งลงมาตามสายไฟเบอร์ออปติก

ให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ที่ทำหน้าที่เป็นอินพุตให้กับโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการดังกล่าวโดยการเพิ่มช่วงของความยาวคลื่นที่สามารถใช้ในการส่งข้อมูลได้ สายเคเบิลปัจจุบันส่วนใหญ่ทำงานที่แบนด์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ 1.3 หรือ 1.5 μm 

และส่งข้อมูล

ผ่านช่องสัญญาณที่แตกต่างกันประมาณ 100 ช่องภายในแต่ละแบนด์ โดยแต่ละช่องสัญญาณจะมีความยาวคลื่นต่างกันเล็กน้อย นักวิจัยกล่าวว่าอุปกรณ์ใหม่นี้จะช่วยเปิดอย่างน้อยอีก 100 ช่องสัญญาณโดยการทำงานที่ความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น โดยใช้ประโยชน์จากแถบที่อยู่ในย่านอินฟราเรดกลาง

ที่ประมาณ 2 ไมครอน เครื่องตรวจจับแสงที่ทำงานที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดกลางได้ถูกสร้างขึ้นจากวัสดุอื่นที่ไม่ใช่ซิลิกอนแล้วแต่เขากล่าวว่าอุปกรณ์คู่แข่งเหล่านี้ประสบกับข้อเสีย ตัวอย่างเช่น ตัวตรวจจับเจอร์เมเนียม-ดีบุกทำงานช้าเกินไป และสร้างกระแสไฟฟ้าค่อนข้างน้อย ในขณะที่ตัวตรวจจับ

ที่ใช้เซมิคอนดักเตอร์ III-V นั้นรวมเข้ากับวงจรซิลิกอนได้ยาก ข้อบกพร่องของไอออนอุปกรณ์ใหม่นี้ประกอบด้วยแถบซิลิกอนกว้าง 3 ไมโครเมตรที่มีความหนา 220 นาโนเมตรที่กึ่งกลางและเพียง 90 นาโนเมตรที่ขอบ ซึ่งวางอยู่บนซับสเตรตของซิลิกอนไดออกไซด์ โดยปกติแล้ว อุปกรณ์ดังกล่าว

จะทำหน้าที่เป็นท่อนำคลื่นที่โปร่งใสต่อรังสีอินฟราเรดช่วงกลาง แต่กลุ่มแองโกล-แคนาดาใส่ไอออนเข้าไปในซิลิกอนเพื่อแนะนำข้อบกพร่องในโครงสร้างแลตทิซ ข้อบกพร่องเหล่านี้ส่งผลให้เกิดสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์ภายในช่องว่างแถบของซิลิกอน ซึ่งช่วยให้โฟตอนอินฟราเรดช่วงกลางพลังงานต่ำ

กระตุ้นคู่อิเล็กตรอน-รู และสร้างกระแสแสงที่วัดได้ อัศวินและเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์ของพวกเขาสร้างการตอบสนองทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ที่ความยาวคลื่นระหว่าง 1.96 ถึง 2.5 ไมโครเมตร แม้ว่าจะมีความไวต่ำกว่าเครื่องตรวจจับซิลิคอนที่คล้ายกันที่ทำงานที่ 1.55 ไมโครเมตร 

พวกเขายังให้อุปกรณ์สัมผัสกับเอาต์พุตของเลเซอร์ไดโอดขนาด 1.96 ไมโครเมตร ซึ่งแสดงให้เห็นว่าที่ความยาวคลื่นนี้ อุปกรณ์สามารถทำงานได้โดยไม่มีข้อผิดพลาดด้วยความเร็วมากกว่า 20 กิกะบิตต่อวินาที ซึ่งมากกว่าเครื่องตรวจจับด้วยแสงอื่นๆ ที่ความยาวคลื่นนี้

ประดิษฐ์ง่าย นักวิจัยยังได้แสดงให้เห็นว่าการออกแบบของพวกเขาสามารถทำได้โดยใช้การผลิต มาตรฐาน โดยต้องมีอุปกรณ์ต้นแบบที่ผลิตขึ้นที่โรงหล่อเชิงพาณิชย์ในสิงคโปร์ นี่เป็นสิ่งสำคัญ พวกเขากล่าวว่า เพราะนั่นหมายถึงความสามารถในการใช้ประโยชน์จากโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่ที่มีอยู่

ซึ่งใช้ใน

การประดิษฐ์ไมโครชิป ซึ่งช่วยลดต้นทุนได้อย่างมาก แท้จริงแล้ว ท่อนำคลื่น มัลติเพล็กเซอร์ และส่วนประกอบอื่นๆ ส่วนใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงในย่านความถี่ใหม่นี้ถูกสร้างขึ้นจากซิลิคอนโดยกลุ่มวิจัยอื่นๆ แล้ว “เราแสดงให้เห็นแล้วว่าอุปกรณ์ของเราทำงานได้รวดเร็ว 

ทำงานที่ความยาวคลื่นที่เหมาะสม และเข้ากันได้กับการผลิตซิลิกอน”“ถ้าคุณรวมสิ่งเหล่านี้เข้าด้วยกัน นั่นคือความก้าวหน้าครั้งสำคัญ” ชี้ให้เห็นว่าไม่น่าจะเป็นตลาดขนาดใหญ่สำหรับอุปกรณ์นี้จนกว่าปริมาณการใช้อินเทอร์เน็ตจะเติบโตตามนั้น แต่เขามั่นใจว่าตลาดจะเกิดขึ้นจริง “เราสามารถวางไว้

รักษาชั้นอากาศจำได้ว่าในยุคแรก ๆ พื้นผิว SHPo ได้รับการพิจารณาว่ามีแนวโน้มที่ดีในการลดการลากเนื่องจากความสามารถในการกักเก็บชั้นอากาศ (พลาสตรอน) ระหว่างพื้นผิวและน้ำแม้ในขณะที่จมอยู่ใต้น้ำทั้งหมด สันนิษฐานว่าพลาสตรอนนี้จะคงอยู่ตราบเท่าที่จำเป็นเพื่อให้พื้นผิวหล่อลื่น 

ความจริงไม่ง่ายนัก  และพฤติกรรมของพลาสตรอนกำลังเป็นปัญหาที่สำคัญที่สุดในด้านการลดแรงลากของ SHPo ซึ่งแตกต่างจากในอากาศตรงที่ช่องว่างระดับจุลภาคระหว่างโครงสร้างจุลภาคหรือความขรุขระในพื้นผิวของ SHPo ยังคงแห้งอยู่แม้หลังจากทำให้หยดน้ำเปียกชั่วคราว 

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์