Optische communicatie ondergaat revolutie met grafeen
Een nieuwe ontdekking bij het onderzoek aan grafeen belooft snellere optische communicatie in computers en glasvezelnetwerken.
Heel veel materialen kunnen fotonen vangen en bundelen zodat een krachtigere lichtstraal ontstaat. Het probleem is dat dit fenomeen veelal heel erg klein is en niet te beïnvloeden. Zo niet bij grafeen, blijkt uit onderzoek in het kader van het Graphene Flagship project aan universiteiten in Cambridge, Milaan en Genua.
Het effect wordt wel aangeduid als 'optical harmonic generation'. Het treedt op bij heel veel nonlineaire materialen, kort door de bocht gezegd: een hele categorie materialen waarbij een verandering in de hoeveelheid licht die er uitkomt niet evenredig is met de verandering van de hoeveelheid licht die je er in stopt.
Interessant voor optische communicatie
Doordat het effect in grafeen kan worden beïnvloed met een elektrisch veld, wordt het opeens heel interessant voor de optische communicatie. Denk daarbij aan volledig optische schakelaars, maar ook aan versterkers in een glasvezelnetwerk. De hoofdonderzoeker van het project - Giancarlo Soavi - zegt dat door het veranderen van het elektrisch veld het harmonic generation-effect wel een factor 10 in efficiëntie kan toenemen. Dit effect vindt bovendien plaats in een breed spectrum aan optische frequenties.
grafeen
Grafeen
Grafeen is een platte koolstofstructuur van slecht één atoom dik. Het materiaal vertoont bijzondere eigenschappen die uitzicht bieden op veelbelovende toepassingen. Zo is grafeen een halfgeleider die zo'n honderd keer sneller is dan silicium dat de basis vormt voor de huidige generatie computerchips. Het materiaal kan daarom de basis vormen voor veel kleinere, snellere en zuinigere processors, maar ook voor gevoelige kleine sensoren waaraan behoefte is voor het Internet of Things.
Grafeen is bovendien makkelijk te bewerken. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk grafeengebaseerde schakelingen te maken met een printer.
Frank Koppens, de Nederlandse directeur van het in Spanje gevestigde Institute of Photonic Sciences (ICFO) is enthousiast over de doorbraak van zijn collega's in het European Graphene Flagship program. "De auteurs hebben opnieuw een unieke eigenschap gevonden van grafeen. Nu steeds meer toepassingen gebruik maken van all-optical, plaveit dit werk de weg voor een veelheid aan technologieën."
Grafeen blijft verrassen
Ook professor Andrea C. Ferrari, de Science and Technology Officer van het Graphene Flagship program steekt zijn vreugde niet onder stoelen of banken: "Grafeen blijft ons maar verrassen wanneer het gaat om optische en fotonische toepassingen.Hij benadrukt dat dit gezamenlijk werk kan leiden tot optische apparatuur die met veel meer frequenties overweg kan en daarmee de verwerking en transmissie van veel grotere volumes aan informatie mogelijk maakt.
De onderzoekers hebben hun artikel 'Broadband, electrically tunable third-harmonic generation in graphene' deze week gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijk tijdschrift Nature Nanotechnology
Reacties
Om een reactie achter te laten is een account vereist.
Inloggen Word abonnee