Debido a las limitaciones de los interruptores electrónicos, los procesadores de computadora tradicionales casi han alcanzado su límite de "velocidad de reloj". La velocidad del reloj es una medida de qué tan rápido se enciende y apaga su procesador. Según "Nature Communications", investigadores del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. y la Universidad Purdue inventaron recientemente un nuevo tipo de interruptor totalmente óptico que utiliza luz en lugar de electricidad para controlar cómo se procesan y almacenan los datos en un chip.
Fundamentos de la dinámica de conmutación ajustable.
Fuente de la imagen: Red de organizaciones físicas
Los investigadores dijeron que las generaciones anteriores de interruptores ópticos tenían tiempos de conmutación fijos que se incorporaban al dispositivo durante la fabricación. Esta vez, el equipo de investigación creó un interruptor óptico utilizando dos materiales diferentes, cada uno con diferentes tiempos de conmutación. Un material (óxido de zinc dopado con aluminio) tiene tiempos de conmutación en el rango de picosegundos; el otro (nitruro de titanio plasmónico) tiene tiempos de conmutación del orden de los nanosegundos, más de 100 veces más largos.
Los investigadores dijeron que no hubo retraso entre resistencia y capacitancia al usar componentes ópticos en lugar de circuitos electrónicos. Esto significa que, en teoría, pueden operar estos chips 1.000 veces más rápido que los chips de computadora tradicionales.
Según los investigadores, la diferencia en los tiempos de conmutación entre materiales significa que el interruptor puede ser más flexible, transmitiendo datos rápidamente y almacenándolos de manera eficiente. La naturaleza bimetálica del interruptor significa que se puede utilizar de diversas formas dependiendo de la longitud de onda de la luz utilizada. En la configuración experimental, el material de conmutación actúa para absorber o reflejar la luz, dependiendo de la longitud de onda operativa. Cuando son activados por un rayo, cambian de estado.
Controlar la velocidad de los conmutadores totalmente ópticos es fundamental para optimizar su rendimiento en diversas aplicaciones. Estos hallazgos brindan esperanza para el desarrollo de conmutadores altamente adaptables y eficientes para su uso en áreas como comunicaciones mejoradas por fibra óptica, computación óptica y tecnología informática de ultra alta velocidad. La capacidad de ajustar las velocidades de conmutación también brinda la capacidad de cerrar aún más la brecha entre las comunicaciones ópticas y electrónicas, permitiendo una transmisión de datos más rápida y eficiente. Esta investigación proporciona información valiosa sobre la comprensión fundamental de los conmutadores totalmente ópticos y allana el camino para el diseño de dispositivos informáticos y de telecomunicaciones avanzados.