Optischer Transistor
Ein optischer Transistor, ein optischer Schalter, ist ein Bauelement, das optische Signale schaltet oder verstärkt. Licht, das am Eingang eines optischen Transistors auftritt, verändert die Intensität des vom Ausgang des Transistors emittierten Lichts, während die Ausgangsleistung von einer zusätzlichen optischen Quelle geliefert wird. Da die Intensität des Eingangssignals möglicherweise schwächer ist als die der Quelle, verstärkt ein optischer Transistor das optische Signal.
Das Gerät ist das optische Analogon des elektronischen Transistors, der die Grundlage moderner elektronischer Geräte bildet. Optische Transistoren bieten eine Möglichkeit, Licht nur mithilfe von Licht zu steuern, und finden Anwendung in optischen Computer- und Glasfaserkommunikationsnetzwerken.
Ihre Technologie hat das Potenzial, die Geschwindigkeit elektronischer Transistoren zu übertreffen und gleichzeitig mehr Strom zu sparen.
Das schnellste nachgewiesene rein optische Schaltsignal beträgt 900 Attosekunden (Atto entspricht 10−18) , was den Weg für die Entwicklung ultraschneller optischer Transistoren ebnet.[1]
Anwendungen
Optische Transistoren könnten verwendet werden, um die Leistung von Glasfaser-Kommunikationsnetzen zu verbessern. Obwohl zur Datenübertragung Glasfaserkabel verwendet werden, werden Aufgaben wie die Signalweiterleitung elektronisch erledigt. Dies erfordert eine optisch-elektronisch-optische Wandlung, die Engpässe bildet. Im Prinzip ist eine vollständig optische digitale Signalverarbeitung und -weiterleitung mithilfe optischer Transistoren möglich, die in photonischen integrierten Schaltkreisen angeordnet sind. Dieselben Geräte könnten verwendet werden, um neue Arten von optischen Verstärkern zu entwickeln, um die Signaldämpfung entlang von Übertragungsleitungen zu kompensieren.
Eine ausgefeiltere Anwendung optischer Transistoren ist die Entwicklung eines optischen Digitalcomputers, bei dem die Signale photonisch (d. h. lichtübertragende Medien) und nicht elektronisch (Drähte) sind. Darüber hinaus könnten optische Transistoren, die mit einzelnen Photonen arbeiten, ein integraler Bestandteil der Quanteninformationsverarbeitung sein und dazu verwendet werden, einzelne Quanteninformationseinheiten, sogenannte Qubits, selektiv anzusprechen.
Einzelnachweise
- ↑ Hui, Dandan; Alqattan, Husain; Zhang, Simin; Pervak, Vladimir; Chowdhury, Enam; Hassan, Mohammed Th.: Ultrafast optical switching and data encoding on synthesized light fields. In: Science Advances. Band 9, 24. Februar 2023, ISSN 2375-2548 (science.org).