أعلنت شركة TDK أنها طورت أول "كاشف ضوئي للدوران" في العالم. هذا هو عنصر تحويل الإلكترون البصري الذي يدمج العناصر البصرية والإلكترونية والمغناطيسية. يمكنه الاستجابة بسرعة فائقة تبلغ 20 بيكو ثانية (20×10⁻¹² ثانية)، باستخدام ضوء بطول موجي يبلغ 800 نانومتر، وسرعة الاستجابة أسرع بأكثر من 10 مرات من أجهزة الكشف الضوئي التقليدية لأشباه الموصلات.
ومن المتوقع أن يكون الجهاز الجديد محركاً رئيسياً لتمكين تقنية التحويل الكهروضوئي التي تزيد من سرعات نقل البيانات ومعالجة البيانات، خاصة في تطبيقات الذكاء الاصطناعي، مع تقليل استهلاك الطاقة.
مع تطور الذكاء الاصطناعي، أصبح من المحتم نقل البيانات الضخمة بسرعات أعلى واستهلاك أقل للطاقة. من أجل معالجة البيانات وإجراء العمليات الحسابية، يتم نقل البيانات حاليًا بين شرائح وحدة المعالجة المركزية/وحدة معالجة الرسومات وبين الذكريات من خلال الإشارات الكهربائية. ولذلك، هناك طلب متزايد على الاتصالات البصرية والوصلات الضوئية التي يمكن أن توفر سرعات نقل عالية السرعة لا تتدهور مع زيادة مسافة الربط. كما أن تكنولوجيا التحويل الكهروضوئي، وهي مزيج مدمج من المكونات البصرية والإلكترونية، تجتذب الاهتمام العالمي.
ولمواجهة هذه التحديات، تطبق شركة TDK تقنية وصلة النفق المغناطيسي (MTJ)، والتي تُستخدم الآن في مليارات رؤوس محركات الأقراص الثابتة (HDD)، على الضوئيات. إحدى المزايا الرئيسية لهذه التقنية هي أنه ليست هناك حاجة لاستخدام ركيزة أحادية البلورة لنمو البلورات، ولا يقتصر تكوين الأجهزة على مادة الركيزة. في المقابل، فإن أجهزة الكشف الضوئي التقليدية القائمة على أشباه الموصلات لها قيود مادية عند الأطوال الموجية الأقصر. ونظرًا لأن الكاشف الضوئي المغزلي يعمل على مبدأ مختلف تمامًا ويستغل ظاهرة تسخين الإلكترون، فيمكنه العمل بسرعات عالية جدًا حتى مع الأطوال الموجية القصيرة. بالإضافة إلى ذلك، فهو يتمتع بنطاق تشغيل واسع من الطول الموجي وقد ثبت أنه يعمل في النطاق المرئي إلى نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة. نجحت شركة TDK في عرض كاشف ضوئي مغزلي بالتعاون مع جامعة Nihon، الرائدة في مجال الأبحاث في مجال قياس الظواهر فائقة السرعة في المواد المغناطيسية.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لقدرتها على اكتشاف الضوء المرئي بسرعات عالية، ستكون أجهزة الكشف الضوئي الدورانية مفيدة في التطبيقات المتوقع نموها في المستقبل، مثل النظارات الذكية AR/VR وأجهزة استشعار الصور عالية السرعة. تتمتع أجهزة استشعار الضوء التقليدية المصنوعة من أشباه الموصلات بمقاومة ضعيفة للأشعة الكونية، بينما تُعرف مكونات MTJ بمقاومتها القوية للأشعة الكونية ومن المتوقع استخدامها كعناصر للكشف عن الضوء في تطبيقات الفضاء الجوي. في المستقبل، ستواصل TDK تحسين مكونات الكشف البصري عالية السرعة بناءً على هذه الإنجازات وزيادة قابليتها للتطبيق العملي.