Vroeger stond het bekend als de informatiesnelweg:de glasvezelinfrastructuur waarop onze gigabytes en petabytes aan data met (bijna) de snelheid van het licht de wereld rondvliegen.

En zoals elk snelwegsysteem, toegenomen verkeer heeft geleid tot vertragingen, vooral op de knooppunten waar gegevens in of uit het systeem springen.

Vooral lokale en toegangsnetwerken, zoals financiële handelssystemen, stadsbrede mobiele telefoonnetwerken en cloud computing-magazijnen, zijn daarom niet zo snel als ze zouden kunnen zijn.

Dit komt omdat er steeds complexere digitale signaalverwerking en op laser gebaseerde 'lokale oscillator'-systemen nodig zijn om de fotonische, of optisch, informatie en zet deze om in de elektronische informatie die computers kunnen verwerken.

Nutsvoorzieningen, Wetenschappers van de Universiteit van Sydney hebben voor het eerst een op chips gebaseerde techniek voor informatieherstel ontwikkeld die de noodzaak voor een afzonderlijke lasergebaseerde lokale oscillator en een complex digitaal signaalverwerkingssysteem overbodig maakt.

"Onze techniek maakt gebruik van de interactie van fotonen en akoestische golven om de signaalcapaciteit en dus de snelheid te vergroten, " zei Dr. Elias Giacoumidis, mede-hoofdauteur van een nieuwe studie. "Dit zorgt voor een succesvolle extractie en regeneratie van het signaal voor elektronische verwerking met zeer hoge snelheid."

Het binnenkomende fotonische signaal wordt verwerkt in een filter op een chip gemaakt van een glas dat bekend staat als chalcogenide. Dit materiaal heeft akoestische eigenschappen waardoor een fotonische puls de binnenkomende informatie kan 'vangen' en op de chip kan transporteren om te worden verwerkt tot elektronische informatie.

Dit elimineert de noodzaak voor gecompliceerde laseroscillatoren en complexe digitale signaalverwerking.

"Dit zal de verwerkingssnelheid met microseconden verhogen, het verminderen van latentie of wat in de gaminggemeenschap wordt aangeduid als 'lag', " zei Dr. Amol Choudhary van het Nano Institute en School of Physics van de Universiteit van Sydney. "Hoewel dit niet veel klinkt, het zal een enorm verschil maken in hogesnelheidsdiensten, zoals de financiële sector en opkomende e-health-toepassingen."

De fotonisch-akoestische interactie maakt gebruik van wat bekend staat als gestimuleerde Brillouin-verstrooiing, een effect dat door het team van Sydney werd gebruikt om fotonische chips te ontwikkelen voor informatieverwerking.

"Ons demonstratieapparaat dat gestimuleerde Brillouin-verstrooiing gebruikt, heeft een recordbrekende smalband van ongeveer 265 megahertz-bandbreedte geproduceerd voor extractie en regeneratie van draaggolfsignalen. Deze smalle bandbreedte verhoogt de algehele spectrale efficiëntie en dus de algehele capaciteit van het systeem, " zei Dr. Choudhary.

Groepsonderzoeksleider en directeur van Sydney Nano, Professor Ben Eggleton, zei:"Het feit dat dit systeem minder complex is en extractieversnelling omvat, betekent dat het een enorm potentieel voordeel heeft in een breed scala aan lokale en toegangssystemen zoals grootstedelijke 5G-netwerken, financiële handel, cloudcomputing en het internet der dingen."

De studie is vandaag gepubliceerd in optiek .

Dr. Choudhary zei dat de volgende stappen van het onderzoeksteam zullen zijn om prototype-ontvangerchips te bouwen voor verdere tests.

De studie was een samenwerking met Monash University en de Australian National University.