Neoweb.nl

(tijdelijke) lichtpaden voor lichtschakelingen maken

0 Members and 1 Guest are viewing this topic.

Offline D.Heusden

  • *****
  • 409
  • +28/-5
  • van nanotechnologie tot ruimtevaart
(tijdelijke) lichtpaden voor lichtschakelingen maken
« on: December 13, 2006, 11:48:38 AM »
Lichtpaden van water
Natuurkundigen in Florence tekenen en wissen met een flinterdunne waterspuit lichtpaden in een fotonisch kristal. Licht kan door zulke circuits veel sneller lopen dan elektronen door de draden van een computerchip. Een stap op weg naar de lichtcomputer?

Francesca Intonti leidt licht langs een pad van waterdruppels. In het Europese Laboratorium voor Niet-Lineaire Spectroscopie (LENS) in Florence tekent ze lichtgeleidende routes door een fotonisch kristal, materiaal waar licht van bepaalde golflengtes normaal niet in kan doordringen. Ingespoten druppels water in de honingraatstructuur van het kristal laten wél licht toe en vormen corridors door het materiaal. Zo maakt Intonti circuits waar licht maar één kant op kan bewegen: door de gedruppelde vloeistofgangen heen, hoeveel bochten daar ook in zitten. Is een circuit niet meer nodig, dan kan de Italiaanse de instellingen wissen door de waterdruppels weer uit het kristal te halen.


In een fotonisch kristal is het donker: het materiaal is zó opgebouwd, dat licht van bepaalde kleuren (de band gap) er niet in door kan dringen. Regelmatige patronen van obstakels zorgen dat de lichtgolven opbreken in kleinere golfjes, die elkaar uitdoven. Regelmatige patronen van geboorde gaatjes krijgen dat bijvoorbeeld voor elkaar, net als rijen van rechtopstaande siliciumnaaldjes. Wie een pad baant door het woud van naaldjes maakt daarmee een gang waar licht niet uit kan breken. Licht in zulke corridors maakt braaf een bocht van 90 graden als dat de enige vrije route is. Nadeel van zo'n optisch circuit is, dat het na aanleg van de lichtpaden niet meer te veranderen is.
Francesca Intonti's collega's van het LENS-lab bedachten een manier om een fotonisch kristal van uitwisbare lichtpaden te voorzien. Intonti maakte een fotonisch kristal met daarin een honingraatpatroon van gaatjes. Als ze een gaatje vult met een druppel water, kan daar licht doorheen reizen dat anders het kristal niet in zou komen. Een rij druppels achter elkaar vormt zo een pad waarlangs lichtstralen het kristal doorkruisen.

Intonti spuit haar druppels, duizend keer kleiner dan inktdruppels uit een inktjetprinter, in met een speciale naald. Die dient normaal gesproken om vloeistof uit levende cellen te halen en kan druppels op een tiende micrometer (miljoenste meter) nauwkeurig inspuiten. Om de microdruppels weer uit de poriën van het fotonische kristal te peuteren spuit de groep waterafstotende chemicaliën in een gevulde porie, waarna het water eruit glibbert.

Intonti denkt dat haar schrijf- en wisbare lichtcircuit allerlei mooie toepassingen heeft. Zo beweegt licht veel sneller door haar materiaal dan elektronen door een computerchip en dat opent de weg naar een lichtcomputer zonder trage elektronica. 'In een optisch en een elektronisch circuit heb je dezelfde onderdelen nodig ', legt de Italiaanse uit: 'microcavities (die maar één kleur licht doorlaten), filters die één kleur licht uit een menigte vissen en een aparte gang insturen, enzovoorts'.
Omgekeerd kan de Florentijnse vinding ook als sensor dienen door de poriën niet met water te vullen, maar met een vloeistof die licht blokkeert als er een bepaald gas bij komt. Aan het afknijpen van het lichtsignaal kan een gebruiker dan de aanwezigheid van zo'n gas aflezen.

bronnen:
kennislink.nl
Zie ook: http://www.physorg.com/news84452630.html

Afbeelding:
Foto-1
Fotonisch kristal: de holtes in het materiaal resoneren zó met lichtgolven, dat sommige golflengtes niet door het kristal kunnen reizen - behalve via de corridor in het midden.
bron: TU Denemarken.
Foto-2
Francesca Intonti maakte dit pad door een normaal lichtblokkerend materiaal door waterdruppels in poriën te spuiten. Door de druppels kan licht toch door het materiaal reizen; een schrijf- en wisbaar circuit voor licht. (bron: F. Intonti)

Offline Benjamin23

  • ****
  • 351
  • +30/-4
  • Dit forum is het helemaal !
Re: (tijdelijke) lichtpaden voor lichtschakelingen maken
« Reply #1 on: December 14, 2006, 07:50:43 AM »
interessante ontwikkeling, maar wat is het doel? Waarom wil men tijdelijke paden? en hoe kun je snel en betrouwbaar dergelijk lichtpaden on-the-fly veranderen?

Dat een logische schakeling nu in 3D kan werken is wel een enorme stap voorwaarts!
En zou men het water ook kunnen vervangen door een transparante hars of andere stof die oneindig de paden in stand houdt, want dan krijg je echt 3D licht computer chips!!.