Transistoreja, lasereita sekä avaruuslentoja eli optisen transistorin hyödyntämistä nyt sekä tulevaisuudessa

Transistorin tehtävänä on vahvistaa sähkövirtaa. Siinä emitteri ja kollektori välittävät sähkövirtaa, jota vahvistetaan kolmanteen elektrodiin eli kantaan johdetulla sähköllä, ja samalla tavoin voidaan transistoria käyttää kytkimenä, jolloin kannan läpi kulkevalla sähköllä katkotaan tuon laitteen läpi kulkevaa virtaa. Valotransistorin virtualisaatio on erittäin helppo toteuttaa. Silloin hyödynnetään valon aaltoliike-ominaisuutta, mikä saa aikaan sellaisen ilmiön, että jos heikompaa valoa johdetaan vahvempaan valonsäteeseen, niin tuolloin vahvempi valonsäde imaisee heikomman sisäänsä, jos tuo valo on täysin samaa aallonpituutta.

Tuolloin valon tuottamiseen pitää tietenkin käyttää kahta täysin yhdenmukaista laseria. “Valotransistorin virtualisointi” tarkoittaa siis sitä, että tyhjään avaruuteen luodaan sama tilanne, kuin mitä normaalissa transistorissa on. Samoin valotransistoria voidaan käyttää kytkimenä katkomalla sen läpi kulkevaa valonsädettä voimakkaamalla valonsäteellä, joka katkaisee tuon varsinaisen säteen. Valotransistorin etu perinteisiin transistoreihin nähden on se, että niissä ei tarvita oikeastaan mitään kuorta, vaan tuo koko laite on periaatteessa vain joukko tietyllä tavalla suunnattuja lasereita.

Tuollainen laite voi olla tulevaisuuden tietokoneen tärkeimpiä komponentteja, koska tuollainen valotransistori ei kuumene niin paljon kuin normaali puolijohteeseen perustuvalla tekniikalla valmistettu transistori, mikä sitten avaa mahdollisuuksia siihen, että tietokone ei ota niin paljoa lämpöä kuin ennen. Tuollaisen laserjärjestelmän salaisuus on siinä, että tuo laser-komponentti voidaan asentaa tietokoneen ulkopuolelle, ja valoa johtaa koneeseen valokaapelilla. Periaatteessa valotietokone toimii siten, että valoa johdetaan valokennoon, mikä muuttaa nuo väläykset kaksijärjestelmän ykkösiksi ja nolliksi, kuten normaalissakin tietokoneessa tapahtuu. Ja tuon jälkeen riittää normaali PC, johon tuo koodi sitten tulostetaan aivan kuin muissakin tietokoneissa.

Mutta tuollainen valotransistori antaa mahdollisuuden valmistaa valtavia virtuaalitietokoneita, joiden komponentteina ovat nanoteknologiaa käyttävät pienet ehkä herneen kokoiset satelliitit, ja niiden tietokoneiden koko voisi olla vaikka Jupiterin luokkaa. Tai sitten tuota laitetta voidaan hyödyntää siten, että sillä vahvistetaan joskus kaukaisessa tulevaisuudessa toisiin aurinkokuntiin lähetettävien luotainten lähettämiä laserviestejä.

Noiden luotainten suunnittelussa voidaan ottaa kaksi linjaa, joista toinen on valtavan kokoinen monitoimialus, joka kuitenkin voi tuhoutuessaan saattaa koko operaation epäonnistuneiden avaruustutkimusta koskevien hankkeiden listalle. Ja toinen on tietenkin mahdollisuus lähettää nanotekniikkaa käyttäviä hyvin pieniä ehkä herneen kokoisia luotaimia parvena kohti kohdetähteä, jolloin yksittäisen luotaimen menetys ei ole niin kauhean suuri riski, koska toiset alukset voivat ottaa sen paikan.

Syy miksi kyseistä operaatiota ei voitaisi aivan helposti panna toimeen, johtuu siitä että aurinkokunnan planeettojen pitää olla tietyssä asemassa toisiinsa nähden, jotta painovoimalinkoa voidaan käyttää aluksen lisänopeuden kehittämiseen. Tuon luotaimen toiminta perustuu siihen, että se vauhditetaan matkaan  muulla kuin sen omalla moottorilla, ja tuohon meidän käytössämme oleva tekniikka sitten ehkä riittää jo nyt tällä hetkellä. Mutta sitten tietenkin eteen tulevat silloin avaruuden valtavat etäisyydet, mikä sitten aiheuttaa sen, että matka-aika kohteeseen on todella pitkä, ja sitten tietenkin tuon laukaisu-ikkunan avautuminen ei mikään jokapäiväinen asia ole.

Eli tässä pohdimme tapaa matkustaa tähtiin ilman antimateria-moottoreita sekä sähkömagneettisia madonreikiä.  Kyseinen operaatio tapahtuisi siten, että ensin toiseen aurinkokuntaan lähetetään luotain, joka ehkä työnnetään aurinkokunnastamme pois Maapallolta lähetettävien radioteleskooppien singaalien avulla, jolloin luotain sitten saa koko ajoaineen käyttöönsä jarrutusta varten. Tuota jarrutusta voidaan tehostaa tietenkin origamin lailla aukeavan aurinkopurjeen avulla. Tuolloin ehkä johonkin puolimatkaan  auringon sekä tämän kuvitteellisen luotaimen kohteen välille sijoitetaan avustava laser, jolla sitten vahvistetaan tuota signaalia, jotta maassa oleva kaukoputki sitten voi sen lukea.

Tuollaisen viestinnän käyttö tällaisessa operaatiossa on erittäin mielenkiintoinen ajatus, koska laserviesti kulkee universumissa tehokkaammin kuin normaalien radioaaltojen kannattamana, koska tähtien radiosäteily ei peitä tuota viestiä. Mutta kun sitten tuota tähtien välistä viestintää ajatellaan siltä kannalta, että me saattaisimme kohdata vieraan sivilisaation, niin silloin tuolla sivilisaatiolla ei olisi mitään vaikeuksia jäljittää noita noiden luotainten viestejä Maapallolle.

Ja mikäli tässä hypoteettisessa kontaktissa vastassa olisi vihamielinen sivilisaatio, niin silloin he voisivat kiihdyttää tuollaisen parisataa grammaa painavan aluksen lähelle valon nopeutta suuntaamalla siihen lasersäteitä tai tietenkin radioaalto olisi varmaan parempi tapa suorittaa tuo kiihdytys. Tuollainen ase voisi pitää mukanaan esimerkiksi aurinkopurjetta, johon sitten kohdennetaan radiomasereita, joilla se sitten kiihdytetään lähelle valon nopeutta, ja kun tuo purje on tehnyt tehtävänsä, niin se pudotetaan pois, jonka jälkeen tuo kappale ohjataan kohdeplaneettaa päin, jolloin tuloksena on valtava räjähdys.

http://marxjatalous.blogspot.fi/

Tulevaisuudessa myös optiset tietokoneet ovat ehkä todellisuutta

Valotransistorit tai oikeastaan niihin perustuvat valotoimiset mikroprosessorit eli optiset tietokoneet  ovat vasta tietokoneiden kannalta kehitysasteella olevia laitteita. Valotransistoreja  toki käytetään monissa muissa kohteissa mittaamaan esimerkiksi valovoimaa. Ehkä tulevaisuudessa käytettävien valokomponenttien toiminta perustuu valokaapeleihin, sekä transistoreihin, joissa on metallijohtimien paikalla valokennot. Nämä laitteet saattavat jossain vaiheessa ehkä olla tulevaisuuden tietokoneiden ytimenä. Jos valomikroposessorin ympärille rakennettua tietokonetta katsotaan ulkoapäin, niin tuollainen tietokone saattaa avattuna muistuttaa laatikkoa, missä on hämähäkinseittiä. Valokaapelit muistuttavat ulkoapäin katsottaessa näet hämähäkin kutomaa lankaa, ja ehkä nämä huippulaitteet sitten joskus ovat tavallisten ihmisten käytettävissä. Valotranisistorien avulla voidaan tietenkin pitää tietokoneen lämmöt kurissa melkein yhtä hyvin kuin suprajohtavien elementtien käytöllä, mutta niiden koko on vielä melko suuri.

Normaalit valotransisorit ovat laitteita, mitä käytetään kameroissa, ja niiden käyttö tietotekniikassa on melko tuntematonta normaaleille ihmisille. Optiseen sähköilmiöön perustuva transistori on periaatteessa melko yksinkertainen laite, jossa valolla tehdään sama asia kuin metallilangoilla, eli laserit kohdennetaan tuon valotransistorin rungossa oleviin valokennoihin, ja transistorissa oleva laser-led lähettää valon eteenpäin Eli nuo valokennot korvaavat tuossa laitteessa kannan, kollektorin sekä emitterin. Tulevaisuudessa tietotekniikassa käytettävässä transistorimallissa on valokennot kiinnitettynä runkoon, mikä tekee tuon laitteen toteuttamisen sekä massavalmistuksen melko hankalaksi.

Nanoteknologia tietenkin tekee noista laitteista hyvin pienikokoisen, mutta niiden käyttö tulee eteen ehkä vasta muutamien kymmenien vuosien kuluttua, kun ryhdytään tekemään integnoituja piirejä, joissa valo tekee saman, kuin sähkövirta nykyaikaisissa integnoiduissa piireissä. Nykyään tämä teknologia on vielä sellaista, että näiden valolla toimivien mikroprosessorien valmistaminen on liian työlästä, jotta niistä tulisi tietokoneiden jokapäiväiseen käyttöön tarkoitettuja prosessoreja. Mutta Internetistä suuri osa toimii nykyään valokaapelin avulla. Myös optiset tietokoneet ovat yhä lähempänä todellisuutta. (tekniikkatalous)

Tuon digitaalisignaalin toiminta verkossa perustuu siihen, että kun virta on päällä, niin vastaanotin saa arvon 1 ja kun virta on pois, niin vastaanotin kirjaa arvon 0. Eli digitaalinen viestintä on vain ykkösten ja nollien lähettämistä kahden pisteen välillä. Ja laserviestilaite toimii siten, että kun valo on päällä, niin lähetetään binaarimerkki , ja kun valo katkaistaan, niin valokennolla toimiva vastaanotin kuten verkkokortti kirjaa arvon 0, kuten se tekisi sähköjohtimessa. Laserviestimen ongelma WLAN:issa on se, että tielle tulevat esteet häiritsevät sädettä, joka voi myös vahingoittaa silmiä. Joten suojatuissa taktisissa WLAN-laitteissa käytetään suunnattua, ja erittäin kapeaa radioaaltoa, jonka kuunteleminen verkon ulkopuolelta on mahdotonta.

Toki sen suuntaaminen on vähän hankalaa, ja kotioloissa riittää normaali suuntamaton verkko, johon tietokoneet on helppoa kytkeä ilman että antenni täytyy suunnata mihinkään. Vaikka tuo optinen tietokone kuulostaa tällä hetkellä puhtaalta tieteistarinalta, niin laboratoriosta on kuitenkin lyhyt matka kuluttajien pöydille, kuten historia on tietojenkäsittelytekniikan alueella monesti näyttänyt. Eli alkuun tavallinenkin tietokone oli pelkästään laboratorioissa oleva varastohallin kokoinen laite, mutta nykyään nuo laitteet mahtuvat taskuun. Joten ehkä hyvinkin pian ilmestyvät ensimmäiset optiset tietokoneet supertietokonekeskuksiin, mistä ei enää pitkä matka ole kauppojen hyllyille.

Valotransistoreista https://kompo2010.wikispaces.com/valotransistori

IT-viikko: http://www.itviikko.fi/uutiset/2014/12/05/optiset-tietokoneet-hyppasivat-lahemmas/201416841/7