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硅光芯片研究新进展:特制纳米线可选择性透射不同颜色的光

摘要:光学微处理器有朝一日可提供光速般的计算能力,而新研究表明,我们可以生产硅纳米线,从而选择性地透射不同颜色的光。在进一步开发后,即可在具有全光学互联的纳米级工艺节点处,构建封装相应的电子元件。许多科技爱好者们都知道,与传统的铜缆相比,光缆可以提供更高的带宽和速度。光速被认为是任何类型运动的理论速度极限。

  ICCSZ讯 光学微处理器有朝一日可提供光速般的计算能力,而新研究表明,我们可以生产硅纳米线,从而选择性地透射不同颜色的光。在进一步开发后,即可在具有全光学互联的纳米级工艺节点处,构建封装相应的电子元件。许多科技爱好者们都知道,与传统的铜缆相比,光缆可以提供更高的带宽和速度。光速被认为是任何类型运动的理论速度极限。

资料:激光硅芯片结构示意图(via)

  此前,研究人员已经尝试过在微处理器上使用光学互联,但从未找到适合大规模生产的解决方案。好消息是,来自北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员们,刚刚发表了一篇新论文。其详细介绍了硅纳米线是如何用于“选择性地允许不同波长的光通过”的,而选择性地打开或关闭不同颜色的光通路,是向着‘构建纯光学微处理器’迈出的重要一步。

  由于在纳米线内部产生了特制的形状,研究人员见证了一些神奇现象的发生。光管的直径采用了专有技术进行调制,从而实现选择性的光传输。

  采用米氏散射理论计算的完美导电金属球的 RCS 频率函数(图自:Catslash / 维基百科)

  为了将光导向纳米线,研究人员利用了‘米氏散射’(Mie Scattering)的光学性质。研究中一个有趣的发现是,通过纳米线的光的颜色,换环境条件相当敏感。

  对于具有原生光输出的微型传感器,它们有许多潜在的应用,特别是在航空航天和国防领域。然而小型化是阻碍光学处理器大规模生产的障碍之一。

  当前的微处理器可以封装数十亿个晶体管,尺度已经减小到了 10nm 以下。而传统上的光学元件还停留在微米级的工艺范畴,因为它要防止芯片上元件密度过高可能面临的各种潜在问题。

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