可实现光学资讯处理具备10G调变讯号晶片问世

　　美国莱斯大学(Rice University)的研究人员开发出一款微米等级的空间式光调变器(spatial light modulator，SLM)，号称可将光学资讯处理系统性能提升数个等级。莱斯大学所开发的这种「天线单晶片(antenna on a chip)」类似运用在感测与影像装置中的元件，具备以10Gbps速度调变讯号的潜力，可在3D「自由空间(free space)」运作。

　　该校电子与资讯工程助理教授徐千帆(Qianfan Xu)表示，这种 SLM 晶片与目前的尖端技术有显著不同。「利用这种元件，我们能制作出高良率的超大型阵列」徐千帆指出：「我们所开发的元件是以矽材料为基础，可在现有商业化CMOS厂房生产，而且能以非常高的速度运作。」他与同仁已在最新的线上科学期刊《Nature》发表其研究成果;而这种天线单晶片可能不适用一般运算领域，但能应用在媲美超级电脑性能的光学处理任务上。

　　在目前的电脑中，光线是被局限为2D电路，与光波导(waveguide)搭配才能由此处移动到他处;研究团队表示，2D系统无法利用「光学的大量多工(multiplexing)能力」，而事实上，「多重光束能在同一个空间中传导，而且不会相互影响」。传统的整合式光学元件是仰赖像素阵列(an array of pixels)，其传输能以非常快的速度改变;徐千帆表示：「在光束的路径中，可以改变光从另一端出来时的强度与相位。」

　　莱斯大学所开发的SLM晶片基本上是奈米级的结晶矽(crystalline silicon)肋骨状结构，在与金属电极连结的正/负掺杂(positively and negatively doped)矽板之间形成一个空间(共振腔)。那些“肋骨”的位置会产生奈米等级的「扰动(perturbations)」，并协调共振腔(resonating cavity)与外部的入射光线耦合。耦合作用会把入射光线拉进共振腔，而只有红外线会穿透矽;但徐千帆表示，一旦光线被SLM捕获，就能在由晶片这头穿透至另一头的时候被操纵，两个电极之间的电场能以非常高速进行传输的开与关。

　　据徐千帆表示，莱斯大学所开发的元件具备以10Gbps速度调变讯号的潜力：「我们认为这将能大幅提升光学资讯处理系统的性能。」研究团队预期，这种自由空间SLM能运用在成像、显示、全像(holographic)、量测以及远距感测等应用领域。