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A Losanna il matrimonio tra ottica ed elettronica

Una fibra ottica, attraverso la quale passano milioni di informazioni

Un microchip, ideato dai ricercatori del Politecnico federale di Losanna, renderà le telecom da 100 a 1000 volte più veloci.

Non c'è nulla di più veloce della luce. Ecco perché le telecomunicazioni sul nostro pianeta si basano su una fitta rete di cavi a fibra ottica, che trasportano le informazioni sotto forma di impulsi luminosi attraverso i continenti ed i fondali degli oceani.

Rete mondiale di fibre

Pacchetti di onde luminose, opportunamente modulate, corrono liberi dentro le fibre, sottilissimi condotti che hanno la superficie interna perfettamente riflettente. Arrivati a destinazione, vengono tradotti nei corrispondenti segnali elettrici, comprensibili ai computer, ai telefoni e ai televisori.

C'è, però, un ostacolo che rallenta la trasmissione dei dati lungo la rete mondiale di fibre ottiche: i cosiddetti router, macchine situate in corrispondenza degli incroci della rete che regolano il traffico dei dati, sono dispositivi elettronici. Ogni volta che un pacchetto di informazioni raggiunge un router, deve essere trasformato in un segnale elettrico e poi, nuovamente, in un segnale luminoso.

La scoperta dell'EPFL

Ora, un gruppo di ricercatori della Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL) ha messo a punto un microchip che coniuga ottica ed elettronica e può manipolare e smistare i dati sotto forma di impulsi luminosi senza la necessità di trasformarli nei corrispondenti segnali elettrici.

"Nuovi router basati su questa rivoluzionaria tecnologia saranno da 100 a 1000 volte più veloci di quelli attuali", commenta Luc Thévenaz, lo scienziato che per cinque anni ha coordinato le ricerche a Losanna.

Wafer al silicio

Il microchip progettato da Paolo Dainesi, del Laboratorio di metrologia e fotonica della Scuola, è ricavato da un materiale composito, il SOI. Si tratta di un wafer formato da uno strato di silicio su cui è depositato uno strato di isolante vetroso e quindi un ulteriore strato di silicio.

La parte elettronica del microchip, transistor e circuiti integrati, si trova sulla superficie superiore del wafer, mentre gli impulsi luminosi viaggiano attraverso sottili canali scavati nello strato vetroso.

Un nuovo brevetto

Già da tempo il SOI viene prodotto a livello industriale e usato come substrato per i microchip tradizionali ad alta efficienza. Fino ad ora, però, un ostacolo aveva impedito la realizzazione del dispositivo opto-elettronico: il riscaldamento del wafer provocato dal passaggio dei segnali elettrici disturbava gli impulsi luminosi.

Paolo Dainesi ed i suoi colleghi di Losanna hanno escogitato e brevettato un sistema per superare l'ostacolo. Applicando una elevata differenza di potenziale elettrico ad una parte del microchip, compensano il riscaldamento dovuto alla componente elettronica e mantengono tutto il dispositivo in uno stato di equilibrio termico. Ora la Scuola Politecnica Federale di Losanna (EPFL) è alla ricerca di partner industriali per produrre in serie il rivoluzionario microchip.

Maria Cristina Valsecchi


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