Elektronik och ljus går inte bra ihop på ett vanligt "CMOS -chip. Forskaren Satadal Dutta från University of Twente lyckas nu införa en ljusanslutning i hjärtat av ett halvledarkrets. På så sätt kan två kretsar kan isoleras och fortfarande kommunicera. Eller:elektronikens och fotonikens världar är anslutna.

Det som är särskilt attraktivt med Duttas lösning är att inga speciella material eller tillverkningsprocesser behövs:ljuset kommer från kisel. Ljuskällan, detektorn och ljuskanalen kan göras med den teknik som används för att göra de elektroniska kretsarna. Fullt optiska kretsar är tillgängliga idag, men de använder material som indiumfosfid och galliumarsenid, som inte lätt kan kombineras med CMOS -chipprocesserna som används för halvledarchips som du hittar i dagens smartphones, till exempel.

Lavin LED

Alternativet skulle vara:gör en LED -ljuskälla av kisel. Och det är problemet:kisel avger bara en liten mängd infrarött ljus, medan en detektor av kisel behöver synligt ljus. De pratar och lyssnar i olika våglängder. Dutta väljer därför en anmärkningsvärd utväg:anslut LED:n bakåt. Vid låga spänningar, det finns ingen ström och ljus, men vid en spänning som är tillräckligt hög, det kommer att finnas en liten ström som förstärker sig själv som en lavin. I detta 'lavinläge', "lysdioden överför synligt ljus. Med samma process, ljusdetektorn, samt ljuskanalen däremellan kan göras. Tack vare den speciella kamstrukturen som Dutta konstruerade för detta, ljuskällan blir mer enhetlig och energieffektiv.

En optisk länk på ett chip är ett bra sätt att 'galvaniskt' isolera två kretsar från varandra. Detta är ofta nödvändigt i fall där en krets är en lågspännings- och lågströmskrets, medan den andra är en högeffekskrets. De ska vara anslutna, men inte genom ledningar, av säkerhetsskäl. En klassisk transformator är ett alternativ då, men en optisk anslutning används ofta också. Tills nu, detta är en separat 'optokopplare, 'som är stor och har begränsad hastighet. Duttas nya lösning är mycket mer kompakt som ett alternativ:den totalt, det är bara några tiotals mikron och erbjuder det skydd som behövs vid högre bithastigheter. Jämfört med optiska kanaler i heloptiska kretsar, energiförbrukningen är relativt hög, eftersom det finns en hel del spridning av ljus. Å andra sidan:utforma elektroniken kring den optiska länken på ett effektivt sätt, mängden ljus som behövs för en lyckad anslutning, kan hållas till ett minimum.

Heloptiska kretsar kan bli den "nya elektroniken, "säger förutsägelser. I övergången från elektroniska till optiska kretsar, hybridkretsar, som den som Dutta designade, kan spela en viktig roll.