光集成電路尺寸難題有望破解
科技日報北京4月23日電（記者聶翠蓉）據(jù)美國電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）網(wǎng)站近日報道，哥倫比亞大學(xué)研究人員研制出迄今最小光學(xué)集成電路，其能在很寬的波長范圍內(nèi)表現(xiàn)出高性能水平，有望徹底改變光通信和光信號處理等關(guān)鍵技術(shù)。該突破性成果發(fā)表在近日出版的《自然·納米技術(shù)》雜志上。
將光集成電路縮小到現(xiàn)有計算機芯片中集成電路的尺寸，是科學(xué)界一直試圖攻克的難題，但他們始終無法將各種波長的光壓縮在一起。而哥倫比亞大學(xué)研發(fā)的光集成電路，是一種波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換裝置，其內(nèi)“模分復(fù)用”技術(shù)能在芯片上加入更多的光通信通道?！靶Ч拖翊髽蛏贤蝗辉黾恿藥妆兜慕煌ㄈ萘浚蜃闱驁瞿苌衿娴厝菁{多支球隊同時訓(xùn)練。”論文共同作者、哥倫比亞大學(xué)副教授于南方（音譯）說。
新模式轉(zhuǎn)換器首次將集成電路尺寸縮小到光波長的1.7倍，而之前同類裝置都是光波長的幾倍到幾百倍，并且它能在很寬的波長范圍內(nèi)將輸入波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)變成輸出波導(dǎo)模式。
取得這些前所未有性能的關(guān)鍵是，研究人員將一種超表面結(jié)構(gòu)集成到了光學(xué)波導(dǎo)上。超表面結(jié)構(gòu)是一類厚度小于波長的二維超薄材料，可實現(xiàn)對光傳播模式的靈活有效調(diào)控。這次所用的超表面結(jié)構(gòu)由許多納米天線按亞波長間隔排列而成，能吸收波導(dǎo)最里面的光，調(diào)節(jié)吸收光的性能后再將其返回波導(dǎo)中。由于納米天線排列緊密，從而可在不到兩倍波長的距離內(nèi)實現(xiàn)波導(dǎo)模式轉(zhuǎn)換。
于南方表示，他們計劃進一步改進模分復(fù)用系統(tǒng)，同時使用更加靈活的光學(xué)材料，以更有效地調(diào)控波導(dǎo)內(nèi)光的傳播。
來源:科技日報
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