(1394/3/10)پژوهشگران دانشگاه زنجان با همکاری محققان گیلانی، به مدل سازی و طراحی سوئیچ‌های نوری پرداخته‌اند که می‌تواند جایگزین سوئیچ‌های الکترونیکی شود. استفاده از سوئیچ‌های نوری سبب افزایش سرعت ذخیره‌ی اطلاعات و کاهش هزینه‌ها خواهد شد. در طراحی این سوئیچ‌ها از نقاط کوانتومی استفاده شده است.

 


نسل آینده‌ی سیستم‌های الکترونیکی-نوری به سمت سیستم‌های تمام نوری با سوئیچ‌های نوری سوق پیدا خواهد کرد. سوئیچ‌های تمام نوری در طراحی تجهیزات مخابراتی و تجهیزات فعال نوری همچون حافظه‌ی اپتیکی، عناصر کلیدزنی در کامپیوترهای نوری و طراحی ترانزیستورهای نوری جایگاه ویژه‌ای دارند.

 


به گفته‌ی رجب ناصحی، به واسطه‌ی گسترش روز افزون نانومواد در شاخه‌ی اپتیک، استفاده از آن‌ها در سوئیچ‌های تمام نوری نیز طی سال‌های اخیر افزایش پیدا کرده است.

 


وی در ادامه با اشاره به این مطلب که سرعت و حساسیت بالا، دو ویژگی اساسی در سوئیچ‌های تمام نوری است، افزود: «هدف این کار تحقیقاتی، طراحی یک سوئیچ تمام نوری بر پایه‌ی نقاط کوانتومی به جای یک سوئیچ الکترونیکی بوده است. در واقع با استفاده از سیستم نقاط کوانتومی (ایندیم گالیوم نیترید) و با بکارگیری میدان‌های قوی لیزری، ساختاری جدیدی برای طراحی یک سویچ نوری ارائه شده است. این سوئیچ راندمان بالاتری نسبت به سوئیچ‌های الکترونیکی داشته و تنها با شدت میدان‌های لیزری کنترل می‌شود.»

 


این نتایج باعث شده گامی مؤثر به سوی طراحی سوئیچ نوری فوق سریع با کارایی بیشتر برداشته شود. در نتیجه جایگزینی سوئیچ‌های نوری با سوئیچ‌های الکترونیکی، به دلیل سادگی ساخت و طراحی، منجر به کاهش هزینه‌های جانبی نسبت به نسل الکترونیکی موجود خواهد شد.

 


ناصحی در ادامه به کابردهای این سوئیچ‌ها اشاره کرد و افزود: «از مهم‌ترین کاربردهای سیستم‌های سوئیچ تمام نوری مبتنی بر نقطه‌های کوانتومی، در مسیر تولید کامپیوترهای سریع نوری، ذخیره سازی و پردازش سریع اطلاعات است. همچنین بیشترین کاربرد فناوری نوری در حوزه‌ی مخابرات، در فیبرهای نوری برای اتصالات پر سرعت مانند شبکه‌های شهری و حتی ارتباطات بین قاره‌ای از طریق کابل‌های زیردریایی است.»

 


به گفته‌ی این محقق، در این کار با استفاده از یک سامانه‌ی پنج ترازی، رفتار دوپایایی نوری در نقطه‌ی کوانتومی دوگانه‌ی نامتقارن مورد بررسی قرار گرفته است. در ادامه با استفاده از کنترل شدت میدان قوی لیزری و در حضور اثر تونل زنی کوانتومی مدلی طراحی شده تا سیستم را در شدت میدان پایین از حالت دوپایا به حالت چند پایا تبدیل کند. لازم به ذکر است که در محاسبات انجام شده از روش نیمه کلاسیک و فرمالیسم ماتریس چگالی برای حل معادلات کوانتومی استفاده شده است.