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25.01.2002 - 

Mini-Laser und Kunstsaphir

Datentransfer via Licht

MÜNCHEN (CW) - Wissenschaftler der John Hopkins University in Baltimore haben ein Chipdesign entwickelt, das die Kommunikation zwischen Mikrochips über Licht anstelle von Elektrizität erlaubt. Mit dem neuen Fertigungsverfahren soll sich der Datentransfer innerhalb von Computer-Systemen und Netzen um das Hundertfache beschleunigen lassen.

Die neue Technik beruht auf demselben Verfahren, dem die glasfaserbasierende Datenübertragung zugrunde liegt, verwendet allerdings ein neuartiges Material für die Herstellung entsprechender Chips. Im Gegensatz zu herkömmlichen Silizium-Halbleitern bestehen die nach dem "Silicon-on-Sapphire"-Prinzip gefertigten Mikroprozessoren aus Siliziumschichten auf hauchdünnen Kunstsaphir-Scheiben, die als lichtdurchlässige Isolatoren fungieren. Laut Alyssa Apsel, Mitentwicklerin der Technik, werden die in einem Draht erzeugten Datensignale bei der Übertragung in Licht verwandelt und dann mit Hilfe eines Mikro-Lasers in der Größenordnung eines menschlichen Haares durch das transparente Saphirsubstrat "gebeamt". Dort fangen optische Komponenten wie Mikrolinsen den Lichtstrahl auf und leiten diesen an einen anderen Teil des Mikroprozessors oder - via Glasfaser - an einen anderen Chip weiter. An seinem Ziel angelangt, wird der datenschwangere Laserstrahl von einem optischen Schaltkreis empfangen und dort wieder in einen Elektronenstrom zurückverwandelt. Dieser setzt seine Reise zu anderen Computerkomponenten dann via Draht fort.

Nach Einschätzung der Forscher könnte der Einsatz optischer Signale, sprich: ein unbehinderter Laserstrahl, im Vergleich zur drahtbasierenden Übertragung von Informationen den Datentransfer um das Hundertfache beschleunigen. Zudem zeichnen sich optoelektronische Schaltkreise zur Verbindung von Schnittstellen nach Angaben der Wissenschaftler durch besondere Genügsamkeit in Sachen Leistungsaufnahme aus. Der Grund: Bei dem Saphirsubstrat handelt es nicht um ein Halbleiter-, sondern ein Isolationsmaterial.

Mögliche Anwendungsgebiete für das neue Chipdesign, das insbesondere im Bereich der Hochgeschwindigkeitstechnologien Kosten sparen soll, sieht Apsel im Umfeld der optischen Datenverarbeitung und im LAN-Bereich. Eine kommerzielle Nutzung des Verfahrens erwartet die Wissenschaftlerin bereits in wenigen Jahren. (kf)