Изобретено устройство, способное увеличить скорость скачивания в интернете

Группа ученых и разработчиков из университета Миннесоты изобрела уникальное устройство, способное значительно повысить скорость скачивания информации в интернете и сократить стоимость передачи данных.

Разработка повлияет в том числе на создание сайтов в Москве, ведь наличие высокой скорости скачивания у пользователей повысит спрос на более качественные, высоконагруженные и графически сложные сайты. Новинка использует силу, сгенерированную светом для включения и выключения механического переключателя на весьма высокой скорости. Это развитие способно привести к прорывам в вычислении и обработке сигнала с использованием света вместо электрического тока с повышенной эффективностью и сниженным потреблением энергии.

Результаты исследования были опубликованы в издании Nature Communications.

«Это устройство напоминает электромеханическое реле, но работает полностью со светом», сказал доцент Мо Ли из колледжа науки и инжиниринга университета.

Новое исследование основано на предыдущем открытии Ли с коллегами, сделанном в 2008 году, когда они установили, что наноразмерные проводники света могут использоваться для выработки достаточно мощных оптических сил со светом для механического перемещения оптического волновода — канала информации, который несет свет. В новом устройстве ученые установили, что эта сила света настолько сильна, что механические свойства устройства могут доминировать полностью за счет оптического эффекта, а не его собственной механической структуры. Эффект усилен для контроля дополнительными цветными световыми сигналами на более высоком уровне мощности.

„Впервые этот новейший оптомеханический эффект используется для усиления оптических сигналов без преобразования их в электрические сигналы“, сказал Ли.

Стеклянные оптические волокна обслуживают множество каналов связи с использованием света различных цветов, назначенных разным каналам. В оптических кабелях эти разноцветные световые каналы не мешают друг другу. Подобная особенность гарантирует эффективность одинарного оптического волокна для передачи большего объема информации на более длинные расстояния. Однако это преимущество также формирует неудобство. В процессе анализа вычислений и обработки сигнала оптические устройства не могут позволить разным источникам информации легко управлять друг другом. По крайней мере, так было раньше.

Новое устройство имеет сразу два оптических волновода, каждый из которых несет оптический сигнал. Между волноводами помещен оптический резонатор в форме микроскопического пончика (как адронный мини-коллайдер). В оптическом резонаторе свет способен циркулировать с повышенной в сотни раз интенсивностью.

Используя этот резонансный эффект, оптический сигнал в первом волноводе значительно увеличен в резонаторе и генерирует весьма мощную оптическую силу во втором волноводе. Второй волновод сделан из поддерживающего материала, а потому он колеблется как камертон, когда к нему прикладывают силу. Такое механическое движение волновода изменяет передачу оптического сигнала. Поскольку сила второго оптического сигнала может быть во много раз выше, чем контрольный сигнал, устройство работает как механическое реле для усиления входного сигнала.

В настоящее время новое оптическое реле срабатывает миллион раз в секунду. Ученые намерены улучшить его до нескольких миллиардов раз в секунду. Механическое движение текущего устройства достаточно быстрое, чтобы соединить радиочастоты непосредственно с оптоволокном для широкополосной связи.

03.10.2012