محبوبه عمیدی: پژوهشگران ام.آی.تی «مؤسسه فناوری ماساچوست» به تازگی موفق به ساخت لیزری از جنس ژرمانیم شده‌اند که می‌تواند در دمای محیط نیز عمل کند. محققان این دانشگاه معتقدند، نتایج حاصل از این پژوهش راه را برای انتقال نوری داده‌ها با سرعت بالا درون رایانه‌های امروزی هموار خواهد کرد.
به گزارش سی.نت، در حال حاضر از پرتوهای لیزر برای ارسال حجم عظیمی از اطلاعات، آنهم به کیلومترها دورتر استفاده می‌شود، اما استفاده از این فناوری برای انتقال داده‌ها در فواصل کوتاه چیزی نیست که از لحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه باشد. با این وجود، بسیاری از محققان دارند برای ادغام مستقیم لیزر در تراشههای کامپیوتری امروزی تلاش می‌کنند تا بتوانند در کنار کاهش این هزینه‌های نامتعارف، امکان افزایش سرعت انتقال داده‌ها را نیز در سطح وسیعی فراهم کنند.
برای تولید لیزرهای امروزی از فناوری «شکاف انرژی مستقیم» استفاده می‌کنند که در آن الکترون‌های پر انرژی می‌توانند در سطح بلوری نیمرسانا که «نوار رسانا» نامیده می‌شود، حرکت کنند. این الکترون‌ها انرژی را در «نوار رسانا» به شکل فوتون آزاد خواهند کرد.
در روش «شکاف انرژی غیرمستقیم»، چنین الکترون‌هایی می‌توانند بخش قابل‌توجهی از انرژی حرکتی را به صورت گرما از دست بدهند و سهم چندانی در ایجاد پرتوهای لیزر نداشته باشند. برای تولید نور در این فناوری باید الکترون‌ها برای رسیدن به تراز بالاتری از انرژی برانگیخته شوند. محققان ام.آی.تی برای حل این مشکل به تغلیظ ساختار بلوری ژرمانیوم با استفاده از اتم‌های فسفر که الکترون آزاد پنجمی نیز در اختیار دارند، دست‌زده‌اند. این در حالی است که ژرمانیوم تنها 4 الکترون آزاد در اختیار دارد.
با این حال محققان ام.آی.تی می‌گویند که هنوز هم به افزایش بهره‌وری این تکنیک نیاز دارند و برای رسیدن به بازده مطلوب باید میزان اتم‌های فسفر به‌کاررفته در تغلیظ ترکیب ژرمانیوم را افزایش دهند، تا در نتیجه آن با اتلاف انرژی کمتری در تولید پرتوهای لیزر مواجه باشند. این تیم از هزینه‌های به کارگیری این فناوری جدید اطلاعاتی را در اختیار رسانه‌ها قرار نداده است.
بیش از چندین دهه است که لیزرها دارند در فرایند شبکه‌سازی مورد استفاد قرار می‌گیرند، اما این اولین بارست که می‌آیند تا به جزء ثابتی از ابزارهای محاسباتی بدل شوند. علیرغم اینکه در این تحقیق، تولید پرتوهای لیزر وارد فاز جدیدی می‌شود، اما باز هم برای ارسال الکترون‌ها و ایجاد فوتون همان روش‌های الکترونیک متداول، یعنی عبور الکترون‌ها از میان سیمهای فلزی به کار گرفته خواهند شد.
این شیوه حرکت الکترون‌ها می‌تواند مشکل‌آفرین باشد. یکی از بزرگ‌ترین این مشکلات تولید گرمای تلف‌شده است که می‌تواند هزیه سنگینی را بابت کنترل دما در کیس‌های کامپیوتر و مراکز داده‌ای که به تعداد بسیاری رایانه مجهز هستند به کاربران تحمیل کند. مسئله دیگر تشعشعات الکترومغناطیسی است که می‌تواند به دلیل تداخل با سایر جریان‌ها یا ابزارهای الکترونیکی درون یک رایانه مشکل‌آفرین شود یا در عملکرد بخش‌های دیگری مانند شبکههای بی‌سیم اختلال ایجاد کند. این نکته را هم در نظر بگیرید که هرچقدر سرعت ارسال و دریافت داده‌ها در سیمهای انتقال بیشتر شود، مشکلات نیز پیچیده‌تر خواهند شد.
قدم بعدی کوتاه‌تر کردن مسیر انتقال اطلاعات درون کامپیوترها از یک تراشه به دیگری است و در نهایت از فوتونیک انتظار داریم ما را به جایی برساند که بتوانیم تمامی محاسبات را به کمک آن و تنها روی یک تراشه به انجام برسانیم.