About / Advertise
Ljus i kvartskristall ersätter ledningar på kretskort
Forskningsprojektet Hispot handlar om kretsar som kommunicerar med ljusstrålar i glasskivor i stället för via elledningar på kretskort. Fast inte för att snabba upp kommunikationen så mycket som för att se vilka nya möjligheter och svårigheter som uppstår. Inte minst när forskare med fyra olika inriktningar försöker kommunicera med varandra.
Hispot drivs med Vinnovapengar inom ramen för forskningscentret Chach på Chalmers. I praktiken är det dock ett brett samarbetsprojekt tillsammans med högskolan i Halmstad, Ericsson och Zarlink. Syftet med projektet är att konstruera såväl en arkitektur som de nödvändiga komponenterna för optisk kommunikation mellan kretsar på ett kretskort.Forskningsprojektet Hispot handlar om kretsar som kommunicerar med ljusstrålar i glasskivor i stället för via elledningar på kretskort. Fast inte för att snabba upp kommunikationen så mycket som för att se vilka nya möjligheter och svårigheter som uppstår. Inte minst när forskare med fyra olika inriktningar försöker kommunicera med varandra.
Den metod de har valt är att montera kretsarna på en kvartsskiva, med en reflekterande och en brytande sida. Den reflekterande sidan används för att studsa signalerna längs kortet, och den diffraktiva sidan för att böja ljusstrålarna och styra dem dit de ska. Eller dela upp dem så att de sprids till mer än en mottagare.
- Elektrisk kommunikation är ju egentligen endimensionell, eftersom ledningsbanorna inte kan korsa varandra. Här har vi sant tredimensionella konstruktionsmöjligheter, förklarar Bertil Svensson, professor i datorsystemteknik på högskolan i Halmstad.
I Halmstad arbetar man med själva arkitekturdelen, och funderar tillsammans med Ericsson på vad tekniken kan användas till. De tänker sig konstruktioner där processorer är ihopkopplade med varandra i sexdimensionella hyperkuber och liknande för att användas för höghastighets-signalbehandling i radar och kommunikationssystem.
Fast så långt kommer inte projektet på egen hand. Resurserna räcker inte till att bygga färdiga system, bara fungerande delar som visar att idén är praktiskt genomförbar.
Fyra delar
Arbetet inom Hispot-projektet sker i fyra "paket", vart och ett med en doktorand som utför huvuddelen av arbetet. Förutom arkitekturen och glassubstratet arbetar man även med att utveckla höghastighetselektroniken och nya lasrar för att sända signalerna.
- Vi siktar på en bithastighet på 10 Gbit/s. Det är inte extremt med dagens mått, men tillräckligt svårt att få till ett helt system i, anser Anders Larsson, professor i fotonik på Chalmers.
Nya ytemitterande lasrar (VCSEL) med väldigt god ljuskvalitet utvecklas tillsammans med Zarlink, som även arbetar med att integrera de elektriska styrkretsarna med lasrarna till en krets.
Projektet har pågått i två år, de olika delkomponenterna börjar bli färdiga.
De elektroniska delarna utvecklas på Chalmers men tillverkas av en kontraktstillverkare, medan de optiska delarna tillverkas i Chalmers eget renrum. Nu är det dags att börja plocka ihop delarna och testa dem tillsammans. Det innebär att de fyra doktoranderna får jobba mer och mer tillsammans.
- Inom de olika disciplinerna pratar vi inte riktigt samma språk. Bara att vi lär oss kommunicera med varandra och bygga upp en gemensam kompetens är en stor bonus med det här projektet, tycker Anders Larsson.
Tekniska svårigheter
Han känner inte till något forskningsprojekt som liknar deras. Ett tyskt projekt arbetar med kommunikation i glas på liknande sätt, men inte alls med samma samarbete mellan elektronik, fotonik och arkitektur.
Naturligtvis finns det tekniska svårigheter att övervinna för Hispot-projektet. Hur monterar man till exempel kretsarna på glasskivan? Själva kvartsskivan med reflekterande material och diffraktiva mönster är ju också en helt ny konstruktion.
- Vi blev faktiskt positivt överraskade när vi började mäta på kvartsskivan. Vi kom fram till att 97 procent av ljuset fortplantades vid varje reflektion. Med tanke på att vi bara behöver få fram en hundradel av sändarens ljus till mottagaren för att det ska fungera så tål vi en hel del reflektioner, berättar Anders Larsson.
Pengarna räcker till sommaren 2003, men Anders Larsson och de andra i projektet hoppas och tror på att det kommer att fortsätta även efter det.
- På kortare sikt är vi på Ericsson mer intresserade av att använda optisk teknik till bakplan i växlar, men på fem års sikt ser många ett behov av ny teknik för kommunikation på kretsar. Och vi tycker att det är viktigt att bygga upp den här kompetensen i landet, förklarar Arne Alping på Ericsson.
Elias Nordling
