(Fwd) innovazione tecnologca e applicazioni ottiche

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da puntoinformatico.it

Intel spinge sui chip alla luce

Il gigante dei chip annuncia di aver raggiunto un traguardo molto
importante nello sviluppo di circuiti che, al posto dei tradizionali
transistor, utilizzano modulatori di luce. Per computer e connessioni
ultraveloci

13/02/04 - News - Santa Clara (USA) - Intel afferma di essere 
riuscita
a sviluppare il più veloce modulatore fotonico (a fibra ottica) al
mondo, una sorta di transistor che, invece di controllare il flusso 
di
corrente, controlla il passaggio di un fascio di luce.

I ricercatori del chipmaker di santa Clara affermano di aver 
stabilito
un'assoluta pietra miliare creando un modulatore ottico in grado di
operare alla frequenza di 1 GHz, oltre 50 volte superiore al
precedente record di circa 20 MHz.

Come riportato sulla rivista Nature, i ricercatori hanno suddiviso un
fascio di luce in due fasci separati mentre attraversava il silicio, 
e
quindi hanno utilizzato un nuovo dispositivo simile a un transistor
per colpire un fascio con una carica elettrica, provocando uno
"sfasamento". Quando i due fasci di luce vengono ricombinati, lo
sfasamento provocato tra i due bracci fa accendere e spegnere la luce
che esce dal chip a una velocità superiore a 1 gigahertz. Questa
tecnica può essere utilizzata per modulare la luce nelle sequenze di 
1
e 0 necessarie per la trasmissione dei dati.

"Si tratta di un passo avanti significativo verso lo sviluppo di
dispositivi ottici in grado di trasferire i dati all'interno di un
computer alla velocità della luce", ha spiegato Patrick Gelsinger,
senior vice president e chief technology officer di Intel. "Questa è
la tipica innovazione che si diffonde nel settore nel corso del tempo
e rende possibile lo sviluppo di altri tipi di dispositivi e
applicazioni. Potrebbe portare a una maggiore velocità di Internet,
alla realizzazione di computer a elevate prestazioni molto più veloci
e alla diffusione di applicazioni ad ampia larghezza di banda, ad
esempio display dalla definizione ultra elevata o sistemi di
riconoscimento visivo".

Intel ha spiegato che fino ad oggi per la produzione di dispositivi
ottici commerciali sono stati utilizzati di preferenza materiali
costosi e poco diffusi, che richiedono processi di produzione
complessi e che quindi ne limitano l'utilizzo a mercati specializzati
come quelli delle WAN (Wide Area Network) e delle telecomunicazioni.
La produzione da parte di Intel di un modulatore ottico veloce basato
su silicio con prestazioni superiori a 1 GHz dimostra la fattibilità
del silicio standard come materiale utilizzabile per trasferire i
vantaggi della fibra ottica ad ampia larghezza di banda in una gamma
molto più ampia di applicazioni per il computing e le comunicazioni.

L'integrazione fra silicio e componenti ottiche aprirà la strada,
secondo Intel, allo sviluppo di chip in grado di combinare
funzionalità logiche digitali e collegamenti ottici per la
comunicazione ad alta velocità. Questo dovrebbe ridurre fino a 100
volte il costo delle connessioni ottiche e, nello stesso tempo, far
schizzare verso l'alto la velocità di elaborazione e di trasferimento
dei dati dei futuri computer.

Intel afferma che fra i traguardi più importanti raggiunti con lo
sviluppo di questo nuovo modulatore fotonico non c'è solo la velocità
con cui questo è in grado di accendere e spegnere il fascio di luce,
ma anche i costi di produzione, paragonabili a quelli dei transistor
tradizionali.

Ecco i vantaggi e le applicazioni pratiche di questa nuova 
generazione
di circuiti ottici.

2. La luce del futuro

La più grande potenzialità dei chip optoelettronici è data dalla
possibilità di utilizzarli per costruire sistemi che non sono situati
in un unico luogo fisico ma le cui parti comunicano ad altissima
velocità attraverso la luce. Questa tecnologia renderà anche 
possibile
lo sviluppo di una nuova classe di applicazioni di computing per la
trasmissione di video ad alta definizione verso le case centinaia o
addirittura migliaia di volte più velocemente di quanto sia possibile
oggi.

Intel prevede di introdurre sul mercato i primi chip basati su
modulatori ottici verso la fine dell'attuale decennio.

Intel ha avviato la ricerca nel campo della fotonica in silicio
(Silicon Photonics) a metà degli anni 90, nel tentativo di testare e
misurare la commutazione dei transistor all'interno dei
microprocessori con sistemi ottici. Anche se il silicio appare opaco 
a
occhio nudo, è in realtà trasparente alla luce a infrarossi.

"Così come la vista a raggi X di Superman gli permette di vedere
attraverso i muri, con la vista a infrarossi potremmo vedere
attraverso il silicio", ha commentato Mario Paniccia, director della
ricerca sulla Silicon Photonics per Intel. "In questo modo è 
possibile
convogliare la luce a infrarossi nel silicio, che corrisponde alla
stessa lunghezza d'onda tipicamente utilizzata per le comunicazioni
ottiche. Il modo in cui le cariche elettriche si spostano in un
transistor quando viene applicata la tensione può essere utilizzato
per cambiare il comportamento della luce quando attraversa queste
cariche. Questo ci ha portato a esplorare la possibilità di 
manipolare
le proprietà della luce, ad esempio la fase e l'ampiezza, per 
produrre
dispositivi ottici basati su silicio".

Il motivo è la larghezza di banda. La velocità a 1 GHz degli attuali
dispositivi sperimentali equivale a un miliardo di bit di 
informazioni
trasferite in una singola fibra. Secondo i ricercatori Intel, questa
tecnologia può essere aumentata fino a velocità di 10 GHz o superiori
nel futuro. Un singolo collegamento fotonico può supportare diversi
canali di dati simultanei alla stessa velocità utilizzando colori
differenti di luce, allo stesso modo in cui nelle autoradio vengono
trasmesse più stazioni radio o nelle TV via cavo centinaia di canali.
Inoltre, i cavi in fibra ottica sono immuni all'interferenza
elettromagnetica e alla diafonia, che sono i principali ostacoli alla
realizzazione di interconnessioni in rame ad alta velocità.

"Abbiamo avviato un programma di ricerca a lungo termine per 
esplorare
la possibilità di sfruttare le nostre competenze nel silicio in altre
aree, con l'obiettivo di sviluppare dispositivi ottici integrati nel
futuro", ha concluso Paniccia.





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