Foto: Lasertest © CC0 – Wikicommons
De computers en veel sensoren die we nu kennen, werken met elektronen. Maar licht, of liever fotonen, krijgen steeds vaker een rol in computersystemen. Verliep de communicatie tussen computers decennialang door elektriciteitsdraadjes, nu zie je dat glasvezel die rol al grotendeels heeft overgenomen. Een laser zet een elektrisch signaal om in fotonen en stuurt ze door een glasvezel. Aan de andere kant zet een lichtgevoelige chip ze weer om in een elektrisch signaal.
Fotonen hebben grote voordelen ten opzichte van elektronen. Ze zijn gewichtsloos, waardoor het bewerken ervan vrijwel geen energie kost. Fotonen bewegen met de lichtsnelheid, dus veel sneller dan elektronen. Ze kunnen bovendien meer informatie per tijdseenheid vervoeren en geven ook nog eens geen warmte af.
Fotonische chip als co-processor
Recent onderzoek maakt communicatie met licht over steeds kortere afstanden zinvol. “Fotonica komt steeds dichter bij de processorchip”, zegt Martijn Heck, hoogleraar in Eindhoven en gespecialiseerd in onder meer dit raakvlak tussen fotonische en elektronische chips. “Er zijn ook ontwikkelingen om de processor helemaal fotonisch te maken, maar dat betreft voornamelijk nog academisch onderzoek. Dat zou dan een co-processor zijn, want fotonica kan een paar taken, zoals geheugen, niet van elektronica overnemen”
Vooral rond Eindhoven en in Twente werken Nederlandse kennisinstellingen en verschillende startups die daaruit zijn voortgekomen, al jaren aan de ontwikkeling van geïntegreerde fotonica. Ze hebben zelfs wereldwijd een toonaangevende rol bemachtigd. Lionix uit Enschede maakt bijvoorbeeld al geïntegreerde fotonische chips (Photonic Integrated Circuits of PICs) sinds 2001. “Onze klanten zijn nu nog vooral kennisinstellingen”, zegt Sadoon Al Obaidi, directeur communicatie bij Lionix. Die instellingen doen met deze chips onderzoek naar mogelijke toepassingen, zoals in een kwantumcomputer of voor biomedische diagnostiek. Maar Al Obaidi schetst een reeks aan toepassingen in verschillende industrieën, waaronder datacommunicatie (datacenters), LiDAR (voor autonoom rijden), metrologie en microscopie.
