מאמרים

פיתוח חדש בתחום הסיבים האופטיים

פיתוח חדש בתחום הסיבים האופטיים

פיתוח חדש בתחום הסיבים האופטיים ישפר את התפקודים שלהם בתחומי הטלקומוניקציה, יציע את האפשרות ליהנות מטכנולוגיות לייזר וטכנולוגיות אופטיות- אלקטרוניות מתקדמות וכן יאפשר לפתח התקנים הרבה יותר מדויקים לחישה מרחוק.

קבוצה של חוקרים בתחומי הכימיה, הפיזיקה וההנדסה, בראשותו של הפרופסור לכימיה John Badding, הצליחה להתמודד עם אחד האתגרים הגדולים ביותר בתחום המרת המידע בין רכיבים אופטיים לאלקטרוניים ובכך לאפשר לסיב האופטי לתפקד במהירות וביעילות גבוהה יותר. ממצאי המחקר פורסמו בכתב העת המדעי Nature Photonics ואלו עיקריהם:

המציאות שלפני הפיתוח החדשני

כיום הטכנולוגיה הקיימת בתחום הסיבים האופטיים למעשה מחלקת את המרת והעברת המידע בין שני גורמים עיקריים – הסיב האופטי והשבב האלקטרוני. ברמת הפשט, מדובר בשני מרכיבים בעלי תפקידים שונים, אשר התקשורת ביניהם נחשבת למסורבלת במיוחד. הסיב האופטי מעביר אור בעוד שהשבבים אחראים על התפקודים האלקטרוניים של המערכת. עם זאת, למרות המיזוג המסורבל, שניהם מהווים את אבני היסוד של רוב ההתקנים האלקטרונים. לצורך העניין, כדי לעשות שימוש בטכנולוגיה אופטית, יש להמיר את המידע החשמלי לכדי אור ואז להמיר את האור למידע שוב. השבב האלקטרוני הוא האחראי על המרת המידע בעוד שהסיב רק מעביר את האותות. למרות שהם פועלים בתיאום, הצוות המדעי ראה לנכון לשכלל את הטכנולוגיה לצורך ייעול, ולשלב בין התפקודים של השניים. התוצאה – יצירת סיב משולב אשר כולל בתוכו את שתי הפונקציות, בילד אין.

הפיתוח והאתגר שעמד לפניו

למרות שמבחינה רעיונית, נשמע כי מדובר בתהליך פשוט, בפועל אין כך הדבר. השילוב בין סיבים אופטיים לבין שבבים אלקטרוניים הוא תהליך מורכב המהווה אתגר הן לצוות והן לטכנולוגיות הקיימות ולו רק בגלל שכל הרכיבים מאוד זעירים. אולם אין דבר בעומד בפני הרצון, או בפני הטכנולוגיה והחדשנות וכדי להתגבר על האתגר החוקרים הבינו כי נדרשת זווית ראיה חדשה. כך במקום למזג בין שני הרכיבים השונים, הם הבינו שעליהם לפתח רכיב אחד חדש שהוא סיב אופטי הכולל כבר בתוכו שבב אלקטרוני.

מה כולל התהליך?

הפיתוח החדש מתאפשר על ידי שימוש בלחץ גבוה, באמצעותו מוחדרים חומרים מוליכים ישירות לתוך חריצים הקיימים בסיבים האופטיים, שכבה אחר שכבה. פיתוח זה המהווה פריצת דרך גדולה ולו רק בשל העובדה שמדובר בפתרון חדשני, אלא גם בגלל שמדובר בפיתוח אשר עלויות הייצור שלו נמוכות יותר ביחס לייצור השבבים האלקטרונים שעד כה נעשה בהם שימוש. יצור שבבים אלקטרוניים בשיטה שהייתה נהוגה לפני כן, דרש חדרים סטריליים ומכשור משוכלל, כאשר תהליך הייצור החדש עושה שימוש בציוד הרבה יותר פשוט.

ולסיכום,

כמובן שטכנולוגיה חדשנית זו לוקחת את הסיבים האופטיים לרמה הבאה ומאפשרת בעתיד ליצור מערכות המורכבות כולן מסיבים, רכיבים המהווים את הסביבה האופטימלית לאור. מערכות אלו יפעלו בצורה הרבה יותר יעילה ומהירה ויציעו יישומים חדשים ופורצי דרך בתחום. עם זאת, כרגע הפיתוח עדיין דורש עבודה וכשהיא תושלם במלואה, צפוי כי יהיה ניתן להגיע לטווח גדול יותר של יישומים בתחום הטכנולוגיה האופטית-אלקטרונית.