En raison des limites des commutateurs électroniques, les processeurs informatiques traditionnels ont presque atteint leur limite de « vitesse d'horloge ». La vitesse d'horloge est une mesure de la rapidité avec laquelle votre processeur s'allume et s'éteint. Selon "Nature Communications", des chercheurs du Laboratoire national d'Argonne du Département américain de l'énergie et de l'Université Purdue ont récemment inventé un nouveau type de commutateur entièrement optique qui utilise la lumière au lieu de l'électricité pour contrôler la manière dont les données sont traitées et stockées sur une puce.
Fondamentaux de la dynamique de commutation réglable.
Source de l'image : Réseau d'organisations de physiciens
Les générations précédentes de commutateurs optiques avaient des temps de commutation fixes intégrés au dispositif lors de la fabrication, ont indiqué les chercheurs. Cette fois, l’équipe de recherche a réalisé un commutateur optique en utilisant deux matériaux différents, chacun avec des temps de commutation différents. Un matériau (oxyde de zinc dopé à l'aluminium) a des temps de commutation de l'ordre de la picoseconde ; l'autre (nitrure de titane plasmonique) a des temps de commutation de l'ordre de la nanoseconde, soit plus de 100 fois plus longs.
Les chercheurs ont déclaré qu’il n’y avait aucun retard résistance-capacité lors de l’utilisation de composants optiques au lieu de circuits électroniques. Cela signifie qu’ils peuvent théoriquement faire fonctionner ces puces 1 000 fois plus rapidement que les puces informatiques traditionnelles.
Selon les chercheurs, la différence dans les temps de commutation selon les matériaux signifie que le commutateur peut être plus flexible, transmettant les données rapidement tout en les stockant efficacement. La nature bimétallique du commutateur signifie qu'il peut être utilisé de différentes manières en fonction de la longueur d'onde de la lumière utilisée. Dans la configuration expérimentale, le matériau de commutation agit pour absorber ou réfléchir la lumière, en fonction de la longueur d'onde de fonctionnement. Lorsqu'ils sont activés par un faisceau, ils changent d'état.
Le contrôle de la vitesse des commutateurs entièrement optiques est essentiel pour optimiser leurs performances dans diverses applications. Ces découvertes laissent espérer le développement de commutateurs hautement adaptables et efficaces destinés à être utilisés dans des domaines tels que les communications améliorées par fibre optique, l'informatique optique et la technologie informatique à ultra-haut débit. La possibilité d'ajuster les vitesses de commutation permet également de combler davantage le fossé entre les communications optiques et électroniques, permettant une transmission de données plus rapide et plus efficace. Cette recherche fournit des informations précieuses sur la compréhension fondamentale des commutateurs entièrement optiques et ouvre la voie à la conception de dispositifs informatiques et de télécommunications avancés.