Valo kulkemaan mikrosiruissa – kamera ilman optiikkaa

Datan prosessointi valolla eikä niinkään elektroneilla tekisi tietokoneista nopeampia, kevyempiä ja energiatehokkaampia. Mutta miten toteuttaa valon käsittelyä mikrosirujen sisällä. Nyt tutkijat ovat löytäneet ainakin osaratkaisun. Utahissa on kehitetty myös kamera ilman optiikkaa.

Vanderbiltin tutkijoiden fotonikiderakenne. Kuva: Vanderbilt /Ella Maru Studio.

Yhdysvaltalaisen yliopisto Vanderbiltin tutkijaryhmä löysi ongelmaan yhden osaratkaisun korkeakoulutason fysiikan opiskelijoille tutusta kaavasta – ratkaisu, joka oli niin yksinkertainen ja tyylikäs, että arvostelijoiden oli vaikea sitä uskoa.

Vanderbiltin tutkijatiimi kehitti fotonikiderakenteen, jonka solmukemainen avorakenne keskittää valoa tehokkaasti alle aaallonpituuksien mittoihin pienillä häviöillä.

Tutkimus tukeutui Maxwellin yhtälöihin, jotka kuvaavat kuinka valo etenee avaruudessa ja ajassa. Näistä yhtälöistä käytettiin kahta periaatetta ja käytetyn materiaalin reunaehtoja soveltamalla piistä rakennettiin solmukemainen nanorakenne.

”Uudessa tutkimuksessa on todella erikoista se, että solmukkeen muodon käyttö keskittää valoa niin, että pieni määrä syöttövaloa vahvistuu hyvin pienellä alueella. Pienellä tehonkäytöllä voimme käyttää sitä informaation manipuloimiseen tietokonesiruilla,” toteavat Vanderbiltin tutkijat saavutuksestaan.

 

Lisäksi Professori Sharon Weiss, tohtorikoulutettava, Shuren Hu ja IBM TJ Watsonin tutkimuskeskuksen sekä Troyesin teknisen korkeakoulun kollegat Ranskasta julkaisivat todistuksen Science Advances -lehdessä.

Kamera ilman optiikkaa

Kuva: Dan Hixson/University of Utah College of Engineering

Yhdyvaltalaisen Utahin yliopiston sähkö- ja atk-insinöörit ovat puolestaan lähteneet toiseen suuntaan. He ovat löytäneet keinon luoda ilman optiikkaa toimivan kameran, jossa tavallinen lasilevy tai ikkuna voisi toimia linssinä.

Tulevaisuudessa tälläiset linssittömän kameran sovellukset voivat olla lähes rajattomia. Esimerkiksi turvallisuuskamerat voitaisiin rakentaa kotiin rakennusvaiheessa käyttämällä ikkunoita linsseinä. Ja auton tuulilasissa voi olla useita kameroita pitkin reunoja keräämässä enemmän informaatiota.

Lisää: Nanobitteja (LINKKI), Vanderbiltin (LINKKI) ja Utahin yliopiston tutkijoiden uutistiedotteet (LINKKI). HUOM! Vanderbiltin (LINKKI, Youtube) ja Utahin videot (LINKKI, Youtube)

Kuvituskuva: Shutterstock

Päivitetty 31.8.2018

Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – vain kerran kuukaudessa (LINKKI)

LUE – UUTTA  – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA

Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi!