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加州理工學(xué)院的工程師開發(fā)出在光子芯片上隔離光的新方法，只允許光單向傳播。這一發(fā)現(xiàn)將領(lǐng)導(dǎo)下一代計算機芯片技術(shù)：使計算機更高速和數(shù)據(jù)損失更少的光子芯片。（圖片來源：Caltech/ Liang Feng）

美國加州理工學(xué)院的一個研究小組近日宣布，下一代計算機芯片技術(shù)——光子芯片的通信電路研究獲得重要進展。使用以光（而不再是電）為媒介的集成電路，光子芯片可以讓計算機在光纖通信網(wǎng)絡(luò)中有更快的速度和更少的數(shù)據(jù)損失。研究報告發(fā)表在8月5日的《科學(xué)》雜志上。

“我們想要取下電子芯片上的每個元件，并在光子芯片上重建它們”，電子工程學(xué)博士、加州理工學(xué)院納米制造研究組成員、該研究論文的主要作者馮亮（Liang Feng，音譯）說。

研究人員提出了一種新技術(shù)，以隔離硅芯片中的光信號。孤立的光信號是單向傳播的，如果沒有被隔離，光信號將在不同元件間反復(fù)來回傳播，從而形成干涉，導(dǎo)致芯片不穩(wěn)定。在電子電路中，二極管被用于隔離電信號使其單向傳播。該研究的目標(biāo)是建立一個類似二極管的裝置，被稱為光頻隔離器。它只允許光從一個元件向另一元件單向傳播。“我們想構(gòu)建一個裝置，使你能看見我，但我看不見你”，馮亮說。

為了實現(xiàn)這一目的，馮亮等人設(shè)計了一個0.8微米直徑的光波導(dǎo)管。這種光波導(dǎo)管允許光往一個方向傳播；但當(dāng)光反向傳播時，它會改變光的傳播模式。兩種傳播模式互不干擾，從而使兩組光線能相互穿越。

目前這項研究還處于試驗階段，但研究人員已經(jīng)研制成可嵌入硅芯片的光頻隔離器。光芯片的傳輸速度已達到10Gb每秒，但由于該隔離器技術(shù)尚不完善，它還無法投入市場應(yīng)用。因而光頻隔離器將成為光芯片能否實際應(yīng)用的關(guān)鍵所在