麻省理工學院研發(fā)出硅基光子芯片
2011-11-26 11:04:12 本站原創(chuàng)在目前的通信系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)大都由光束攜帶通過光纖進行傳輸。一旦光學信號到達目的地，其將轉化為電子形態(tài)，通過電子線路進行處理，然后再借助激光轉換回光。新裝置能夠免除這些額外的電子轉換步驟，直接處理光學信號。相關研究報告發(fā)表在11月13日的《自然·光子學》雜志網絡版上。
該校材料科學和工程系的卡羅琳·羅絲教授表示，這個組件類似于電子二極管。二極管允許電流沿一個方向流動，并約束它不流向其他方向，在這種情況下，便形成了光的“單行道”。
為了研發(fā)這一裝置，研究人員必須找到一種既透明又具有磁性的材料，而這兩種特性很少能同時實現(xiàn)。他們最終采用了名為石榴石的材料。研究人員采用了石榴石薄膜沉積等方法，整個系統(tǒng)能基于現(xiàn)有的標準微芯片制成，制造過程因此得以大大簡化。
新光學芯片可大幅提升數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的速度，因為光的傳輸速度大于電子，而且光學計算能借助多條光束，攜帶不同的多個數(shù)據(jù)流，無障礙地穿過單光纖或電路。
羅絲表示，基于硅的新系統(tǒng)比基于其他材料的系統(tǒng)更容易實現(xiàn)商業(yè)化，因為很多人都知道怎么處理硅，這或將為開發(fā)下一代高速通信系統(tǒng)奠定基礎。明尼蘇達大學電子與計算機工程系的伯達尼·斯戴德教授也表示，這是光纖通信領域的一個巨大進展。這一成就十分重要，是首次將石榴石整合入硅裝置中。
當人類向著超高速信息處理的美好年代投去憧憬一瞥時，那前方出現(xiàn)的曼妙身影必然是光子芯片，此緣已注定。而熟稔的、現(xiàn)正陪伴著我們的電子芯片，只能悄然退場。目前，最先進的光子芯片的數(shù)據(jù)傳輸率為10Gb/秒，是個人電腦的幾千倍，下一代設備更有望達到40Gb/秒，但我們知道，它還不能實際應用。相比于電子，讓光子聽由我們的安排更為不易，不過，這也是本文中麻理團隊正在完成的——于標準工業(yè)芯片之上，像駕馭電信號一樣任意控制和引導光。
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