[图]光电芯片有望进入全光存储领域

日前业界利用三种光电芯片完成了对光速的电子控制。

日前，研制那些能够延迟和临时存储光脉冲的全光缓冲器的工作取得了突破性进展，科学家分别利用三种不同类型的半导体器件完成了相关演示。

光速“刹车”

在两篇独立的论文中，来自丹麦COM研究中心的科学家们演示了两种通用电信器件——一个量子阱半导体光放大器（SOA）和一个电吸收调制器（EAM）——这两种器件都可以延迟光脉冲的传播（Optics Express 13 8032 and Optics Express 13 8136）。

与此同时，来自伯克利的加利福尼亚大学和德克萨斯州A&M大学的科研团队利用一个放大器和一个垂直腔表面发射激光器（VCSEL）获得了同样的延迟效果。

上述三种途径都是通过对定制器件的电子偏压（electrical bias）进行精确控制完成的。这些报告无疑是相当具有价值的，原因是他们提供了一个控制光脉冲时限的切实可行方案，并且无须将光信号转换为电信号。类似这样的光缓冲器芯片将极有可能成为未来电信网络、光计算和光相位阵列天线（optical phased-array antennae.）领域的关键技术。

“如何将光速减缓的话题在科学家对其固有兴趣和一些潜在热点应用的刺激下一直成为人们普遍关注的话题。”COM负责纳米光子研究的主管Jesper Mørk表示，“半导体厂商对其感兴趣的原因是有可能利用这种技术研制出更小型的器件，并且还可以集成其他功能元件等。”

尽管业界已经进行许多试验来演示如何降低光速，如在空气中、激光晶体、光子晶体波导甚至是日常的光纤中，但所有这些先前的试验都需要复杂和大体积的光控制结构。另外，他们只能对受限的带宽（(MHz兆赫甚至更少)进行控制，这样就无法与当前光通讯系统中的短数据脉冲进行兼容。

与此形成鲜明对比的是，本次美国和丹麦科学家的试验依靠的是小型半导体芯片来提供一个电子控制延迟，并且兼容于高速率光脉冲（如GHz和THz）。

在性能方面，EAM和VCSEL都可以工作在1550nm的电信波长附近，脉冲频率分别为16.7和2.8GHz。EAM可以将光脉冲延迟a factor of three，而VCSEL则可将光脉冲延迟a factor of 1 million，达到100ps。

而COM的SOA则成功地完成对1260nm光脉冲（带宽高达2.6THz）的延迟处理，不过延迟效果就不那么明显了，仅延迟68fs。

COM制作的电吸收调制器，内部包含了一条100微米长的半导体波导。