स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ता एक उंगलियों के आकार के बारे में एक अभिनव ऑप्टिकल एम्पलीफायर लेकर आए। यह छोटा उपकरण ऊर्जा के उपयोग में उल्लेखनीय कटौती करके उच्च गति डेटा संचार को बदल सकता है। पारंपरिक एम्पलीफायर बड़े होते हैं और बहुत अधिक बिजली की खपत करते हैं, लेकिन यह नई चिप अलग है। इसमें एक ‘रेसट्रैक-आकार’ रेज़ोनेटर है जो प्रकाश को पुन: चक्रित करता है, जिससे बहुत कम बिजली का उपयोग करते हुए सिग्नल की शक्ति 100 गुना बढ़ जाती है। की रिपोर्ट के मुताबिक स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय, यह प्रगति उन्नत फोटोनिक्स के लिए स्मार्टफोन और रिमोट सेंसर जैसे पोर्टेबल, बैटरी चालित गैजेट में प्रवेश करने का द्वार खोलती है। फाइबर-ऑप्टिक-गुणवत्ता संकेतों के लिए आवश्यक प्रौद्योगिकी को छोटा करके, शोधकर्ताओं ने बड़े पैमाने पर दूरसंचार प्रणालियों को छोटे उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ सफलतापूर्वक जोड़ा है; यह भविष्य में तेज़ और अधिक कुशल वैश्विक कनेक्टिविटी का वादा करता है।
कैसे एक उंगली के आकार की चिप कम बिजली के उपयोग के साथ 100x सिग्नल बूस्ट प्रदान करती है
जैसा कि स्टैनफोर्ड यूनिवर्सिटी ने बताया है, इस चिप की मुख्य सफलता केवल कुछ सौ मिलीवाट बिजली का उपयोग करते हुए प्रकाश संकेतों को 100 गुना तक बढ़ाने की क्षमता है। अतीत में, ऑप्टिकल एम्पलीफायरों को बहुत अधिक ऊर्जा और स्थान की आवश्यकता होती थी, जो उन्हें बड़े डेटा केंद्रों या समुद्र के नीचे केबलों तक सीमित कर देती थी। हालाँकि, यह नया डिवाइस गेम बदल देता है। लिथियम नाइओबेट की एक पतली परत पर निर्मित, यह ‘रेज़ोनेंट’ आर्किटेक्चर नामक चीज़ का उपयोग करता है। तो यहाँ क्या होता है: प्रकाश चिप पर एक छोटे से ट्रैक के चारों ओर हजारों बार यात्रा करता है। यह प्रक्रिया उत्तेजित उत्सर्जन के माध्यम से तीव्रता को बढ़ा देती है, जैसे लेज़र कैसे काम करते हैं, लेकिन यह संचार संकेतों के लिए अविश्वसनीय रूप से ऊर्जा-कुशल है।
अगली पीढ़ी के ऑप्टिकल चिप्स के लिए मुख्य सामग्री
शोधकर्ताओं ने लिथियम नाइओबेट के साथ काम किया, जो प्रकाशिकी दुनिया में लोकप्रिय सामग्री है क्योंकि बिजली लागू होने पर यह प्रकाश का मार्ग बदल सकती है। स्टैनफोर्ड की टीम ने थिन-फिल्म-ऑन-इंसुलेटर नामक एक नई विधि विकसित की; इस पद्धति ने उन्हें पहले से कहीं अधिक प्रभावी ढंग से प्रकाश को फंसाने की अनुमति दी। प्रकाश के इस सख्त बंधन के कारण, वे एम्पलीफायर को प्रभावी बनाए रखने में कामयाब रहे, तब भी जब इसे उंगलियों के आकार तक छोटा कर दिया गया था। इन चिप्स को नियमित कंप्यूटर मदरबोर्ड और मोबाइल उपकरणों पर फिट करने के लिए एम्पलीफायर को सिकोड़ना आवश्यक है।
विकास में कम-शक्ति वाले चिप्स की भूमिका 6जी नेटवर्क
चिप न केवल इंटरनेट की गति बढ़ाती है; इसके लिए बहुत कम बिजली की भी आवश्यकता होती है, जो ऊर्जा विभाग के ‘हरित आईसीटी’ उद्देश्यों के लिए एक बड़ी बात है। भविष्य में 6G नेटवर्क और LiDAR जैसी सेल्फ-ड्राइविंग कारों में सेंसर के लिए डेटा ट्रांसमिशन के दौरान उत्पन्न गर्मी को कम करना महत्वपूर्ण है। चूंकि चिप बैटरी के साथ काम कर सकती है, इसलिए यह ड्रोन या उपग्रहों को बिना अधिक वजन जोड़े या अधिक बिजली का उपयोग किए बहुत सारा डेटा भेजने की सुविधा दे सकती है। इससे अंतरिक्ष अन्वेषण और दूर से पर्यावरण की निगरानी में सरकारी परियोजनाओं को मदद मिलेगी।
लूपिंग रेज़ोनेटर प्रकाश अंतःक्रिया लंबाई को कैसे बढ़ाते हैं
स्टैनफोर्ड टीम एक नया डिज़ाइन लेकर आई जो छोटे एम्पलीफायरों में आम ‘लाभ-संतृप्ति’ समस्या से निपटती है। उन्होंने एक लूपिंग रेज़ोनेटर का उपयोग किया, जो चिप को बड़ा किए बिना चतुराई से प्रकाश की ‘इंटरैक्शन लंबाई’ को बढ़ा देता है। केवल एक बार गुजरने के बजाय, प्रकाश लाभ माध्यम से कई बार यात्रा करता है। यह इसे कम शक्तिशाली पंप स्रोत से अधिक फोटॉन एकत्र करने, आउटपुट बढ़ाने और सामान्य ‘शोर’ को कम करने की अनुमति देता है जो अक्सर तेज संचार में संकेतों में हस्तक्षेप करता है।
