Att byta ut traditionella datorkretskomponenter mot ljusbaserade motsvarigheter kommer så småningom att göra elektroniska enheter snabbare på grund av ljusets breda bandbredd.

Ett nytt skyddande metamaterial "beklädnad" förhindrar att ljus läcker ut från de mycket kurviga vägar som det skulle färdas i ett datorkrets.

Eftersom bearbetning av information med ljus kan vara mer effektiv än med elektroner som används i nuvarande enheter, det finns god anledning att begränsa ljuset till ett chip. Men ljus och informationsbitar tenderar att läcka och spridas ut från de små komponenterna som måste passa på ett chip.

En Purdue University-ledd insats har byggt en ny beklädnad längs motorvägarna för lätta resor, kallas vågledare, för att förhindra informationsläckage - särskilt kring skarpa svängar där ljuset studsar av spår och sprider sig. Information går sedan vilse eller blandas i stället för att kommuniceras genom en enhet. Att förhindra detta kan underlätta integrationen av fotoniskt med elektriska kretsar, öka kommunikationshastigheten och minska strömförbrukningen.

"Vi vill att bitarna av information som vi skickar i vågledaren ska färdas längs snäva kurvor och samtidigt inte gå förlorade som värme. Detta är en utmaning, "sade Zubin Jacob, Purdue biträdande professor i el- och datateknik.

Det som gör vågledarbeklädnaden så unik är anisotropi, vilket betyder att kläddesignen gör att ljus kan färdas med olika hastigheter i olika riktningar. Genom att kontrollera beklädnadens anisotropi, forskarna hindrade ljus från att läcka av spåret till andra vågledare där "överhörning, "eller blandning, information skulle förekomma. Istället, bitar av information som bärs av ljus studsar av "total intern reflektion" och förblir starkt begränsade inom en vågledare.

"Vågledaren vi gjorde är en extrem huddjupstruktur, vilket innebär att alla läckor som händer kommer att vara riktigt små, "sa Saman Jahani, Purdue forskarassistent i el- och datorteknik. "Detta tillvägagångssätt kan bana väg för tät fotonisk integration på ett datorchip utan att oroa sig för ljusläckage."