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光學(xué)元件

消費光子將替代消費電子產(chǎn)品?

星之球激光 來源:科學(xué)網(wǎng)2012-12-01 我要評論(0 )   

計算機速度可能每年都在提高,但如果用光脈沖而不是電流來代表它的二進制代碼1和0,將給計算速度帶來質(zhì)的飛躍。據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)9月10日報道,美國賓夕法尼亞大學(xué)研究人員用...

        計算機速度可能每年都在提高,但如果用光脈沖而不是電流來代表它的二進制代碼1和0,將給計算速度帶來質(zhì)的飛躍。據(jù)每日科學(xué)網(wǎng)9月10日報道,美國賓夕法尼亞大學(xué)研究人員用硫化鎘納米線制造出了第一個全光光子開關(guān),并將其與邏輯門結(jié)合,而這是計算機芯片處理信息的基本組成部分。研究人員指出,這是光子學(xué)前沿領(lǐng)域的重要進展,未來有望帶來用光計算的光子計算機。相關(guān)論文發(fā)表在《自然納米技術(shù)》雜志上。

  研究由該校工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院材料科學(xué)系副教授萊特斯阿加瓦爾和研究生布賴恩皮科尼共同指導(dǎo)。這一革新型開關(guān)以他們早期的研究為基礎(chǔ)。他們的早期研究顯示,硫化鎘納米線具有極強的光物質(zhì)耦合性,用其操縱光線非常有效,而這種特性對開發(fā)納米光子電路至關(guān)重要?,F(xiàn)有的光控制裝置非常笨重,而且所需能量比電子設(shè)備更多。

  對納米光子結(jié)構(gòu)而言,最大的難題是讓光線進入,再加以處理,然后讓它們出去。阿加瓦爾說,我們的主要創(chuàng)新就是解決了第一個問題,使納米線本身成為一種芯片上的光源。

  他們先在納米線上刻下精確的縫隙,然后在第一段納米線輸入足夠能量,這樣其底端和縫隙就會發(fā)出激光。由于開始時他們只用一根納米線,所以兩段的端口完全匹配,第二段能有效吸收并傳輸來自第一段的光。阿加瓦爾說:當?shù)诙谓拥郊す猓覀兙桶l(fā)出另外的光,并關(guān)閉納米線中正傳來的光。這樣它就成了一個開關(guān)。

  研究人員能檢測從第二段納米線端口發(fā)出的光的強度,以確保開關(guān)能有效表現(xiàn)邏輯裝置中所用的二進制狀態(tài)。他們把兩根納米線結(jié)合構(gòu)成Y型,成功構(gòu)建了一個與非門(表示在所有輸入為1時返回輸出為0)。這一與非門功能完整,如果以正確的順序輸入,它們能做任何類型的邏輯運算,因而構(gòu)成了通用計算機處理器的基礎(chǔ)。

  在未來,我們可能會看到消費電子產(chǎn)品變成了消費光子產(chǎn)品。阿加瓦爾說,這項研究表明這是可能的。

 

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