Ограничения транзистора и оптический транзистор

В зависимости от размеров, материала, конструкции и мощности полупроводниковые логические схемы срабатывают за время от 1 нс до 1000 нс, то есть в идеальном случае самые быстродействующие схемы могут выполнять до миллиарда логических операций в секунду. Однако на практике быстродействие вычислительных машин значительно ниже, Руководствуясь физическими законами, которым подчиняются процессы, происходящие в полупроводниковых приборах, можно утверждать, что достигнутое к настоящему времени минимальное время переключения транзисторных схем порядка 1 не близко к пределу.


Чтобы транзистор переключался из одного состояния в другое, необходимо, чтобы поток электронов пересек базу. Однако скорость передвижения электронов в полупроводнике имеет предел. Сократить время переключения можно за счет уменьшения толщины базы, но и ее можно уменьшить до определенного предела. По-видимому, этот предел уже достигнут, и поэтому всякие незначительные усовершенствования конструкции транзисторов уже не могут привести к существенному сокращению времени переключения; для этого требуется переход к принципиально новой технологии.


Одна их таких возможностей — отказ от электрического тока как средства передачи информации в цепях вычислительной системы и замена его сигналами иной природы. Наивысшей скоростью обладает свет (или электромагнитное излучение, если речь идет о других частях спектра), и поэтому он является наилучшим кандидатом на роль нового носителя информации. Имея это в виду, мы использовали когерентное излучение лазера для управления работой переключающих устройств, обладающих многими свойствами транзистора. Эти оптические ключи имеют два хорошо различимых выходных состояния; они могут служить элементами памяти и при соответствующем выборе материала и лазерных пучков позволяют строить простые и быстродействующие логические схемы.


При создании оптического транзистора была заимствована гениальная идея, заложенная в широко распространенном оптическом устройстве, известном под названием интерферометра Фабри — Перо, изобретенном французскими физиками Чарльзом Фабри и Альфредом Перо в 1896 г. Фабри и Перо использовали свой интерферометр для измерения длин волн различных цветов света; впоследствии этот прибор широко использовался для самых различных целей.


Каждое из зеркал частично отражает и частично пропускает падающий ка него свет. Такие частично отражающие зеркала, именуемые обычно полупрозрачными, встречаются повсюду. Обычное стекло витрины, например, является таким зеркалом: оно отражает свет и дает изображение стоящего перед ним наблюдателя, и в то же время оно пропускает свет, позволяя видеть товары, находящиеся за стеклом. Отчетливость, с которой мы видим свое отражение в стекле и предметы за ним, зависит от того, в какой пропорции падающий свет разделяется на отраженный и прошедший. Приложение для ставок на спорт от главного букмекера России здесь .