Optischer Computer

Optische Computer sind Computer oder Rechenwerke, die vollständig oder teilweise mit optischen Elementen anstatt der heute gängigen elektronischen Komponenten arbeiten. Hierbei kommen optoelektronische Elemente oder passive optische nicht-lineare Elemente zum Einsatz.

Vor- und Nachteile

Der Einsatz optischer Systeme in der Rechentechnik bietet einige Vorteile gegenüber der konventionellen Elektronik:

• nahezu verlustfreie Übertragung über lange Strecken
• Hohe Übertragungsgeschwindigkeit (etwa zehnfache Geschwindigkeit elektronischer Verbindungen)
• Hohe Bandbreite (zum Beispiel durch Einsatz von Wellenlängenmultiplex)
• Optische Freiraumverbindungen ermöglichen direkte Verbindung und dreidimensionale Verbindungen

Dagegen ergibt der erhöhte Aufwand bei der Herstellung und Integration optischer Elemente in vorhandene Systeme höhere Produktionskosten.

Einsatzmöglichkeiten optischer Verbindungen

• Verbindung von Baugruppen, z.B. Computer mit Computer
• Verbindung von Leiterplatten, z.B. in Rechenwerken
• Verbindung von Bauteilen auf Leiterplatten, z.B. CPU mit Arbeitsspeicher
• Verbindungen in integrierten Schaltkreisen

Während die Verbindung von Baugruppen und Leiterplatten heute bereits Verwendung findet, sind Verbindungen von und in Integrierten Schaltkreisen noch in der Entwicklung.

Prinzipien der optoelektronischen Datenverarbeitung

Es werden optische Verbindungselemente und/oder Verarbeitungseinheiten in elektronische Systeme integriert. Licht dient als Informationsträger, die logischen Schaltvorgänge werden elektronisch gesteuert.

Diese Methode eignet sich besonders gut zur Verteilung des Taktes in einem System, was auch zu einer Minimierung des Taktversatzes führt.

Prinzipien der optischen Datenverarbeitung

Hier kommen vor allem passive optische Elemente zum Einsatz. Licht dient auch hier als Informationsträger, jedoch erfolgen die Schaltvorgänge durch Steuer-Lichtstrahlen, die den Brechungsindex von nichtlinearen optischen Stoffen ändern. Solche Bauteile weisen ähnliche Eigenschaften wie elektronische Transistoren auf.

Weblinks

• Artikel bei geosince online
• Forschungen der NASA (englisch)