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麻省理工学院研发出硅基光子芯片!

日期:2019-07-04点击数:464赞数:0

  据美国物理学家组织网1124日(北京时间)报道,近年来,科学家在利用光束替代电子完成计算任务方面取得了很多成 ,如今麻省理工学院(MIT)的研究人员又填补了一项空白,其能够基于标准硅材料制造光子芯片,而硅正是构成当前大部分电子产品的基础。

  在目前的通信系统中,数据大都由光束携带通过光纤进行传输。一旦光学信号到达目的地,其将转化为电子形态,通过电子线路进行处理,然后再借助激光转换回光。新装置能够免除这些额外的电子转换步骤,直接处理光学信号。相关研究报告发表在1113日的《自然·光子学》杂志网络版上。

  该校材料科学和工程系的卡罗琳·罗丝教授表示,这个组件类似于电子二极管。二极管允许电流沿一个方向流动,并约束它不流向其他方向,在这种情况下,便形成了光的“单行道”。

  为了研发这一装置,研究人员必须找到一种既透明又具有磁性的材料,而这两种特性很少能同时实现。他们 终采用了名为石榴石的材料。研究人员采用了石榴石薄膜沉积等方法,整个系统能基于现有的标准微芯片制成,制造过程因此得以大大简化。

  新光学芯片可大幅提升数据传输系统的速度,因为光的传输速度大于电子,而且光学计算能借助多条光束,携带不同的多个数据流,无障碍地穿过单光纤或电路。

  罗丝表示,基于硅的新系统比基于其他材料的系统更容易实现商业化,因为很多人都知道怎么处理硅,这或将为开发下一代高速通信系统奠定基础。明尼苏达大学电子与计算机工程系的伯达尼·斯戴德教授也表示,这是光纤通信领域的一个巨大进展。这一成 十分重要,是 将石榴石整合入硅装置中。

   当人类向着超高速信息处理的美好年代投去憧憬一瞥时,那前方出现的曼妙身影必然是光子芯片,此缘已注定。而熟稔的、现正陪伴着我们的电子芯片,只能悄然退场。目前, 的光子芯片的数据传输率为10Gb/秒,是个人电脑的几千倍,下一代设备更有望达到40Gb/秒,但我们知道,它还不能实际应用。相比于电子,让光子听由我们的安排更为不易,不过,这也是本文中麻理团队正在完成的——于标准工业芯片 ,像驾驭电信号一样任意控制和引导光。


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