Glasvezelnetwerk is tien keer sneller met grafeen

Door gebruik te maken van een grafenen modulator kan de maximale doorvoersnelheid van een netwerk vertienvoudigd worden. Zo kan de maximale snelheid van glasvezel opgerekt worden.

Wetenschappers van de Universiteit van Californië in Berkeley hebben een modulator van grafeen voor glasvezelkabels ontwikkeld. Daarmee kan de maximale doorvoersnelheid van glasvezel vertienvoudigd worden.

Verschrikkelijk compact
De onderzoekers hebben de grafeenlagen, met een dikte van één atoom, elektronisch zo afgesteld dat zij licht met de golflengte die voor datacommunicatie wordt gebruikt opnemen. Van het grafeen werd vervolgens een modulator gemaakt. Die modulator wordt in de glasvezelkabel geplaatst en kan het licht, dat de gegevens doorgeeft, in- en uitschakelen.

“Grafeen stelt ons in staat om modulators te maken die verschrikkelijk compact zijn. Het materiaal heeft de potentie om een snelheid mogelijk te maken die tien keer zo hoog ligt als wat er nu kan”, zegt onderzoeksleider Xiang Zhang in een persbericht. “Deze nieuwe technologie zal de mogelijkheden voor supersnelle optische communicatie aanzienlijk verbeteren”, vervolgt hij.

500 miljard cycli per seconde
De uiteindelijke doorvoersnelheid is afhankelijk van hoe snel de grafenen modulator het licht kan laten pulseren. In de optische kabel schakelt de modulator van transparant naar ondoorzichtig wanneer de elektronen geladen worden. De onderzoekers haalden een praktische modulatiesnelheid van 1 gigahertz (1 miljard cycli per seconde). Theoretisch zou het grafeen 500 gigahertz moeten halen.

Door het grafeen zouden de glasvezelkabels bovendien een kleinere diameter kunnen krijgen. De modulators van grafeen hebben namelijk een oppervlakte van 25 vierkante micron, in tegenstelling tot de huidige modulatoren die millimeters groot zijn.

Onderzoeker Feng Wang, hoofd van de Ultrafast Nano-Optics Group op de universiteit voegt daar aan toe dat het grafeen ook afgesteld kan worden op andere frequenties. “Grafeen kan ook gebruikt worden om nieuwe frequentiegebieden te moduleren, zoals bijvoorbeeld midden infrarood licht, dat veel gebruikt wordt voor moleculaire detectie”.



De laag grafeen (het zwarte visnet) geplaatst op een glasvezel van silicium (blauw). (Foto: UC Berkeley).