麻省理工學(xué)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(jìn)行傳輸。一旦光學(xué)信號(hào)到達(dá)目的地，其將轉(zhuǎn)化為電子形態(tài)，通過電子線路進(jìn)行處理，然后再借助激光轉(zhuǎn)換回光。新裝置能夠免除這些額外的電子轉(zhuǎn)換步驟，直接處理光學(xué)信號(hào)。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在11月13日的《自然·光子學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上。
該校材料科學(xué)和工程系的卡羅琳·羅絲教授表示，這個(gè)組件類似于電子二極管。二極管允許電流沿一個(gè)方向流動(dòng)，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(shí)實(shí)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(gè)系統(tǒng)能基于現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)微芯片制成，制造過程因此得以大大簡化。
新光學(xué)芯片可大幅提升數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的速度，因?yàn)楣獾膫鬏斔俣却笥陔娮樱夜鈱W(xué)計(jì)算能借助多條光束，攜帶不同的多個(gè)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(shí)現(xiàn)商業(yè)化，因?yàn)楹芏嗳硕贾涝趺刺幚砉瑁@或?qū)殚_發(fā)下一代高速通信系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。明尼蘇達(dá)大學(xué)電子與計(jì)算機(jī)工程系的伯達(dá)尼·斯戴德教授也表示，這是光纖通信領(lǐng)域的一個(gè)巨大進(jìn)展。這一成就十分重要，是首次將石榴石整合入硅裝置中。
當(dāng)人類向著超高速信息處理的美好年代投去憧憬一瞥時(shí)，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(jìn)的光子芯片的數(shù)據(jù)傳輸率為10Gb/秒，是個(gè)人電腦的幾千倍，下一代設(shè)備更有望達(dá)到40Gb/秒，但我們知道，它還不能實(shí)際應(yīng)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(tuán)隊(duì)正在完成的——于標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)芯片之上，像駕馭電信號(hào)一樣任意控制和引導(dǎo)光。
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