Een nieuwe schakelaar moet het verwerken van ons dataverkeer op allerlei punten beter gaan maken.

Heel wat van ons dataverkeer vindt tegenwoordig plaats via licht, dat door optische vezels gaat. Nadeel daarvan is dat dit licht af en toe eventjes omgezet moet worden in elektriciteit; een stap die veel energie en tijd kost. Bovendien is het onderdeel dat licht in elektriciteit omzet en omgekeerd, de optische schakelaar, enkele centimeters groot. Een team van voornamelijk Zwitserse wetenschappers onder leiding van Jürg Leuthold denkt nu de oplossing te hebben gevonden: een veel kleinere, snellere én zuinigere schakelaar.

‘Waarschijnlijk een doorbraak’

Bij de optische schakelaar van Leuthold en zijn team wordt het licht tijdelijk omgezet in zogenoemde oppervlakte-plasmon-polaritonen. Dat zijn combinaties van elektromagnetische golven en elektronen die langs het oppervlak van een metaal reizen. Voordeel van deze omzetting is dat de geproduceerde oppervlakte-plasmon-polaritonen in een veel kleiner gebiedje kunnen worden samengedrukt dan de oorspronkelijke lichtgolven. En dat zorgt ervoor dat de schakelaar van Leuthold zoveel kleiner kan zijn.

Natuurkundige Kobus Kuipers, die de Nederlandse NanoOptics-groep van AMOLF leidt in Amsterdam, noemt het werk van Leuthold “erg mooi en spannend, en waarschijnlijk een grote doorbraak”. Hij legt uit dat de gebruikte truc al een tijdje op de kaart stond, maar dat hierbij altijd te veel licht verloren ging om er echt iets aan te hebben. De schakelaar van Leuthold heeft verliezen die wél acceptabel zijn. “Ze zijn groter dan je zou willen, maar er is mee te werken”, aldus Kuipers.

Paar duizendste watt

De schakelaar is niet alleen klein, maar ook relatief simpel en goedkoop te produceren. Verder is hij zuinig: als er per seconde 70 gigabit aan data doorheen gaat, kost dat maar een paar duizendste van een watt aan energie. Geen verkeerde ontwikkeling, aangezien er wereldwijd inmiddels behoorlijk wat energie opgaat aan dataverkeer – en uiteraard zullen we in de toekomst alleen maar meer digitale gegevens versturen.

Wel is er nog de vraag hoe goed de schakelaar op de langere termijn blijft werken. “In de wandelgangen wordt gemopperd dat de polymeer die Leuthold gebruikt nooit in een echt product kan worden verwerkt omdat de levensduur te klein zou zijn”, zegt Kuipers. Maar, zo voegt hij daaraan toe: áls dat al een valide punt is, dan is het wel op te lossen. Kortom, het lijkt erop dat hier zeker een belangrijke stap richting beter én zuiniger dataverkeer is gezet.

Bronnen: Nature Photonics, ETH Zurich via EurekAlert!

Beeld: J. Luethold e.a./ETH Zurich