التوصيلات الضوئية: يمكن استخدام الألياف الضوئية في تصنيع كابلات الاتصالات عالية السرعة, حيث لم تتضح بعد الجدوى العملية لتصنيع المفاتيح الضوئية. ويفحص عدد من الباحثين حاليا إمكانية استخدام مزيج من التقنية الضوئية والتقنية الإلكترونية, فالمفاتيح الإلكترونية ستستخدم في تنفيذ العمليات المنطقية, بينما ستستخدم المفاتيح الضوئية في عمل التوصيلات الداخلية.. ويتميز الضوء بسمات أخرى مفيدة منها زيادة سرعة مرور البيانات في ألياف الكابلات والوصلات الضوئية. كان معالج انتل 4004 أول معالج في التاريخ يحتوي على 16 دبوس فقط.. وبعد مرور ثلاثين عاما يحتوي معالج بنتيوم 4 على حوالي 423 دبوس توصيل. وعندما نفتح أي جهاز كمبيوتر وننظر إلى اللوحة المركزية, فإننا لا نرى المعالج نفسه ولكننا نرى الأسلاك والتوصيلات المتصلة بالمعالج. ومن السهل صناعة هذا العدد من الوصلات مقارنة بصعوبة تصنيع المعالج نفسه الذي يبدو في شكل مستطيل صغير من السليكون. ولا يقتصر الأمر على ذلك, فهناك المشاكل الميكانيكية العديدة التي تنجم عن حشر عدد كبير من الأسلاك في مكان صغير, فلابد أن تكون الأسلاك رفيعة حتى يمكن تثبيتها بسهولة مما يؤدي إلى زيادة مقاومتها وهذه مشكلة أخرى, ولابد من توصيلها بجوار بعضها البعض, الأمر الذي يسبب تبادل المجال الكهربي بسبب مضاعفة السعة. أليس من الأفضل إذن والحال هكذا استخدام أشعة الليزر بدلا من التوصيلات السلكية? مبدئيا, لا يبدو هذا الاقتراح معضلة عسيرة أو صعبة التنفيذ, فعندما تحتاج إلى بيانات من المعالج وبدلا من توصيل سلك بحافة المعالج يمكنك استخدام صمام ثنائي من الليزر Laser Diode في نقطة إصدار إشارة البيانات على المعالج. وعندما تريد إدخال أمر في المعالج يتم إدخال صمام ضوئي ثنائي على سطح الشريحة, ويلتقط الصمام الضوئي الثنائي الموجود على أحد الشرائح الإلكترونية شعاع الليزر المنبعث من صمام الليزر الثنائي المثبت على شريحة أخرى, وهكذا نكون قد وجدنا بديلا للوصلات السلكية.

 

ومن مميزات الوصلات الضوئية أن أشعة الليزر لا تتداخل مع بعضها البعض ولا تحتاج إلى مواد عازلة أو إشارة إلكترونية مثل الأسلاك العادية, بل ولا تحتاج إلى فراغ أو مساحة كبيرة لحشرها مثل الأسلاك وبدون أي آثار جانبية تذكر. وقد ابتكرت الأبحاث الأوروبية توصيلات ضوئية عالية السرعة في مساحة فارغة بين معالجات الكمبيوتر بمعدل نقل بيانات وصل إلى واحد تيرابايت من البيانات (التيرابايت Terabyte يساوي ألف جيجابايت), بينما سعة الذاكرة في بنتيوم 4 تصل إلى 3.2 جيجابيت, ورغم أن هذه السعة تعد إنجازا بالنسبة للمعالج السابق لكنها بطيئة للغاية عند مقارنتها بأول رقم تحققه الألياف الضوئية في نقل البيانات بنسبة تصل إلى واحد إلى عدة مئات. رغم أنه سيمضى زمن طويل حتى يظهر معالج ضوئي, فإن التقنية الضوئية متقدمة جدا في مجالات أخرى مثل التخزين الضوئي في شكل اسطوانات ليزر ومشغلاتها التي أصبحت لفترة طويلة جدا جزءا أساسيا من مكونات الكمبيوتر. تطور تقنيات تسجيل أسطوانات الليزر: تستطيع أسطوانة الليزر استيعاب ما يقرب من 700 ميجابايت من البيانات, حيث يتم التخزين بوجود أو غياب الحفر في طبقة عاكسة من الألومونيوم. ولا تختلف أسطوانة الليزر التي تسمح بإعادة الكتابة عن الاسطوانة العادية (التي تسمح بالتسجيل لمرة واحدة فقط) سوى في قدرة الانعكاس في طبقة التسجيل, وعند القراءة تقوم عدسة ليزر مضيئة بتسليط ضوئها على طبقة أسطوانة الليزر وتفحص مقدار الضوء المعكوس إليها مرة أخرى أثناء دوران الاسطوانة على محورها في المشغل. تستخدم مشغلات DVD تقنية مشابهة ما عدا أن الحفر أصغر, الأمر الذي يتطلب استخدام ليزر أقصر في الطول الموجي لقراءة البيانات, ومن الممكن أن تحتوي اسطوانة الدي في دي على طبقتي ليزر في كل جانب حيث تكون الطبقة العليا في الغالب شبة شفافة.

 

عملية القراءة مشابهة لتلك التي تتم في أسطوانة الليزر حيث يتم تسليط شعاع الليزر بقوة مختلفة على الطبقة العليا عن قوة التسليط في الطبقة الدنيا. وتستطيع اسطوانة DVD التي تحتوي على طبقتين من الألومونيوم العاكس في كلا جانبيها استيعاب قدر مذهل من البيانات يبلغ 17 جيجابايت !! تستخدم مشغلات اسطوانات الدي في دي شعاع ليزر أحمر لقراءة البيانات, على الرغم من أنه يكون بطول موجي أقصر من شعاع الليزر الأحمر المستخدم في مشغل اسطوانة الليزر. وكلما قصر الطول الموجي لشعاع الليزر - إلى نفس الطول الموجي للضوء الأزرق أو البنفسجي مثلا- أمكن قراءة أدق التفاصيل. وتزيد قدرة تخزين المعلومات في مساحة معينة, ومع ذلك لا يتعدى الفرق في الطول الموجي من نهايته إلى القطاع المرئي إلى الآخر مقدار اثنين, وإذا علمنا أن كثافة تخزين البيانات تتناسب تناسبا عكسيا مع مربع الطول الموجي (كلما قصر الطول الموجي لشعاع الليزر كلما زادت كثافة تخزين المعلومات في مساحة معينة) بات من الواضح أن فرصة زيادة كم البيانات التي يمكن تخزينها على اسطوانة الليزر محدودة بالقدرة على تغيير الطول الموجي لشعاع الليزر فقط.