Profimedia

Svetlobo že danes učinkovito uporabljamo za prenos informacij na dolge razdalje, na primer prek optičnih kablov, ki povezujejo različne dele sveta. V zadnjem času pa se uporaba svetlobe hitro širi tudi znotraj podatkovnih centrov, kjer znanstveniki iščejo načine, kako bi klasična elektronska vezja, ki delujejo na elektriko, nadomestili z novimi, svetlobnimi vezji.

Ta tako imenovana fotonska vezja so trenutno izdelana iz silicija in za delovanje uporabljajo svetlobne žarke namesto elektrike. Glavni razlog za ta prehod je velika poraba energije, ki je tudi ena ključnih težav podatkovnih centrov. Svetlobna vezja pa omogočajo, da se poraba energije bistveno zmanjša, so v sporočilu za javnost zapisali pri Institutu Jožef Stefan (IJS).

Pomemben korak v tej smeri so naredili prav raziskovalci IJS, ki so v sodelovanju s skupino s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani kot prvi na svetu uspešno uporabili tekoče kristale v izjemno majhnih svetlobnih vezjih, ki so narejena iz organskih materialov in delujejo izključno s pomočjo svetlobe. Tako so razvili inovativno metodo, ki lahko s svetlobnim žarkom v eni milijardinki sekunde (nanosekundi) ugasne drug svetlobni žarek, torej deluje kot preklopni element, vendar brez elektrike.

Za izdelavo teh mikroskopskih struktur so uporabili izjemno natančen laserski tiskalnik, s katerim so izdelali mikroskopsko majhno in prozorno polimerno ogrodje. Le-to je vsebovalo mikrolaserje iz tekočih kristalov, ki so med seboj povezani s prozornimi žičkami, po katerih se vidna svetloba prenaša praktično brez izgub. Mikrolaserji so vsebovali posebna organska barvila, zaradi katerih jih je mogoče upravljati z zunanjim laserskim žarkom, so pojasnili.

Razvita metoda torej omogoča, da svetlobni sunek drugačne barve, kot jo izseva mikrolaser, popolnoma zatemni delovanje mikrolaserja v času ene nanosekunde. Ugotovitve so raziskovalci podprli tudi s teorijskimi prijemi, ki pojasnjuje, kako se svetloba širi in obnaša v takih napravah iz tekočih kristalov.

Obetajo si, da bo s to novo tehnologijo v bodoče mogoče izdelati svetlobna mikrovezja, ki bodo delovala izključno na svetlobo, se bodo sestavila sama od sebe, bodo človeku in okolju prijazna in naravno razgradljiva, za njihovo izdelavo pa bo potrebno dosti manj energije.

Tovrstne raziskave so osrednji rezultat petletnega raziskovalnega dela v sklopu projekta Evropskega raziskovalnega sveta (ERC) LOGOS, ki ga vodi raziskovalec na IJS Igor Muševič, o njih pa so poročali tudi v ugledni reviji Nature Photonics.