摩爾定律的救星:螺旋渦流形光束雷射

2021-01-19 光行天下

近年來,維持晶片行業50年的神話「摩爾定律」似乎快面臨失效了,由於製程工藝已經接近矽晶晶片原子極限了,但一項新的光線 研究進展可能會繼續延長摩爾定律的Tick-Tock周期:螺旋形漩渦光束雷射器,一種新型的基於光的通信工具可以在一個迅速沿著圓周運動中進行數據的傳輸。 
 

 
布法羅大學工程和應用科學學院電氣工程系的助理教授馮亮博士說「要傳輸更多的數據,同時使用更少的能源,我們需要重新思考這些機器的內部構造」馮亮博士也是研究的共同牽頭作者。 
 
研究人員正在尋求其他的方法解決數據傳輸問題,包括光通信,它使用光攜帶信息。雷射器是今天的光通信系統的一個核心部分。研究人員已經以各種方式操縱雷射,最常見的就是不同的信號為路徑,以攜帶更多的信息。但這些技術特別是波分復用和時分復用也達到了自己的極限。布法羅大學領導的研究團隊提出用另一種輕手法稱為軌道角動量推動雷射技術,將雷射放在中心渦流螺旋模式下。由於雷射束沿螺旋模式,信息編碼成不同的渦的曲折,它能攜帶10倍以上的線性移動的信息量比傳統的雷射器。 
 
渦流雷射包括發射機和接收機組成,布法羅大學領導的團隊能夠縮小渦流雷射到能與計算機晶片兼容。目前這項研究論文已經發表在學術期刊《科學》中。如果研究應用成功,這項技術能夠將摩爾定律繼續延續一段時間。






近期推薦


高老師主講:光學設計高級培訓班(PWC法專題):http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-93936.html


本次課程特邀請了擁有40餘年光學設計經驗的高國欣老師授課,教學經驗豐富,課程實例眾多。重點介紹PWC設計原理及其實用化技術(顯微鏡頭、照相鏡頭、投影鏡頭設計)。和塑料鏡頭的熱補償設計,稜鏡設計及其優化技術,變焦鏡頭凸輪曲線自動繪製原理等和學員提出的問題答疑。為了使學員能更好的掌握本次授課內容,將向學員提供實例講解教材。




此處贊助廣告位,歡迎聯繫QQ:9652202


掃一掃,關注光行天下公共號!

光行天下QQ群:23899225,歡迎加入!

光行天下:http://www.opticsky.cn

人才天下:http://hr.opticsky.cn

光行天下技術社區:http://www.opticsky.cn/index-htm-m-bbs.html

相關焦點

  • 給摩爾定律續命 EUV光刻暫難當大任
    之所以備受關注,一個重要的原因是,有傳聞稱,EUV光刻有望成為摩爾定律的「救星」。  半個多世紀以來,半導體行業按照摩爾定律不斷發展,由此驅動了一系列的科技創新。隨著晶片尺寸越來越逼近物理極限,摩爾定律在未來是否依舊奏效,成為現在全行業都在關注的問題。  那麼,這項技術能否為摩爾定律「續命」?它又是否已經到了最好的應用節點?
  • 摩爾定律有終結之日嗎?關鍵看這兩點-摩爾定律,Intel,處理器,晶片...
    Intel公司創始人之一戈登·摩爾在20世紀70年代提出了「摩爾定律」,即集成電路上電晶體的集成度大概平均18個月會翻倍,計算機性能也將提升一倍。這一定律揭示了信息技術進步的速度之快。然而,集成技術的密集度,或者說集成電路的線寬不可能無限制地小下去,經典計算機將很快達到它的極限——三極體的大小將達到原子的尺度。
  • 0.167nm電晶體達成:摩爾定律到此為止-半導體,電晶體,摩爾定律...
    從晶片製程開始邁入20nm的時候,唱衰「摩爾定律」的聲音就開始越來越強烈,但最新的進展是,IBM聯合三星、GF已經拿出了7nm樣片,而臺積電甚至都把5nm提上了日程。半導體業繃緊的神經仿佛一下子鬆弛下來,那麼在量子計算未成形之前,工藝的極限是什麼?
  • 摩爾定律一
    這一定律揭示了信息技術進步的速度。發展歷程被稱為計算機第一定律的摩爾( Moore)定律是指IC上可容納的電晶體數目,約每隔18個月便會增加一倍,性能也將提升一倍。摩爾定律是由英特爾(lnte)名譽董事長戈登·摩爾( Gordon moore)經過長期觀察發現的。1965年,戈登·摩爾準備一個關於計算機存儲器發展趨勢的報告。他整理了一份觀察資料。
  • 雷射光束對雷射加工的影響
    按照雷射光束對雷射加工的影響,可以把雷射加工光束特性參數分成三類:功率特性(雷射功率、功率密度、連續或脈衝)、光束特性(光束模式、光束質量、異形光束)、焦點特性(焦點大小、焦點位置、焦深)。這些光束特性參數並不是獨立的,而是相互影響的。同樣功率的雷射束,光束質量越好,聚焦焦點就越小,焦點的功率密度就越大。
  • 摩爾定律的突圍
    摩爾定律是否已「死」?業內大咖有著不同的觀點。以Nvidia CEO黃仁勳為代表的一方認為摩爾定律已「死」,而以前AMD 首席架構師Jim Keller和臺積電為代表的一方認為摩爾定律依然可以指引領集成電路行業發展,其實綜合兩方觀點看,表面相反的觀點但本質卻並不矛盾,黃仁勳認為半導體物理學的限制意味著如今CPU性能每年只能提升20%左右,摩爾定律已走向終結;而Jim Keller和臺積電則認為摩爾定律並非簡單的描述單位面積晶圓上電晶體數量的變化趨勢
  • 摩爾定律消失了會怎麼樣?
    摩爾定律消失了會怎麼樣? ,虔誠地擁護者把它作為鐵律孜孜不倦的踐行著,激進的抨擊者大放厥詞認為該定律已經失去效力沒有維護的意義。
  • 摩爾定律難以為繼? 新型二維材料續寫摩爾定律對電晶體預言
    摩爾定律難以為繼? 近年來,半導體行業總是籠罩在摩爾定律難以為繼的陰霾之下。但北京大學物理學院研究員呂勁團隊與楊金波、方哲宇團隊最新研究表明,新型二維材料或將續寫摩爾定律對電晶體的預言。他們在預測出「具有蜂窩狀原子排布的碳原子摻雜氮化硼(BNC)雜化材料是一種全新二維材料」後,這次發表在《納米通訊》上的研究,通過實驗證實了這類材料存在能谷極化現象,並具有從紫外拓展到可見光、近紅外以及遠紅外波段的可調能隙功能。
  • 摩爾定律將令經典計算機至極限?量子科學家看法不一
    英特爾公司的奠基人之一摩爾在20世紀70年代發現,集成在一塊晶片上的電晶體數量大約每兩年增加一倍。這一發現被其後數十年晶片發展的實際情況所驗證。這就是人們所說的摩爾定律。  按此計算,到2010年,一個晶片上的電晶體數目將超過10億個。隨著電晶體集成度的提高,晶片的耗能和散熱成了全球關注的大問題。
  • 「摩爾定律」走向終結,光子晶片將成為電子行業的未來?
    ——相信大家對英特爾聯合創始人戈登•摩爾提出的「摩爾定律」並不陌生。在過去的四十年裡,IT 行業一直受這一定律的驅動。不過近年來隨著傳統電子晶片發展速度的放緩,「摩爾定律」正逐漸走向歷史。未來,基於光子技術的新型晶片,或將打破電路元件的限制,建造出運算速度更快的計算機。
  • 摩爾定律還能存活多久?計算機晶片已達物理極限
    除非有新的技術突破問世,摩爾定律時代將告終結。  博通首席技術官亨利·薩繆裡(Henry Samueli)在談到摩爾定律時說,「它頭髮已經花白,已經年老了。摩爾定律尚未死亡,但即將退休。」  1995年,摩爾將電晶體數量翻番的時間修改為2年。
  • 摩爾定律面臨的兩個問題
    戈登·摩爾在 1965 年提出摩爾定律時,其內容為半導體晶片上集成的電晶體數量將每年增加一倍,1975 年,他又根據當時的實際情況對摩爾定律進行了修正,把「每年增加一倍」改為了「每 18 到 24 個月增加一倍」。 摩爾定律發展至今已有 50 多年,在這 50 多年間,不斷有人唱衰,甚至有人提出「摩爾定律已死」的觀點。
  • 黃氏定律正取代摩爾定律
    在現代計算的第一個時代,有一種趨勢始終佔據主導地位,它也被稱為摩爾定律。實際上,摩爾定律是英特爾聯合創始人摩爾的預測,而不是任何形式的物理定律。摩爾定律認為,晶片上的電晶體數量大約每兩年就會翻一番。這也意味著,這些晶片以及它們所驅動的計算機的性能在大致相同時間內會有實質性的提高。
  • 測量雷射光束輪廓的儀器
    雷射在真空中傳播時,會沿著其傳播路徑產生不同的寬度和強度分布,這種現象是根據雷射諧振腔,發散的程度,與光學元件的相互作用以及電子雷射器的特性而不斷變化的。儘管現有的理論已經能準確的預測到雷射傳播的真實情況,但是對於專業的研究人員和雷射廠商來說,準確的測量光束輪廓的強度是非常重要的。
  • 科學家實現「扭曲」的雷射光束
    威特沃特斯蘭德大學的研究人員利用雷射器的幾何相,首次實現了一種改變雷射光束的軌道角動量的方法。  《自然光子學》NaturePhotonics 雜誌發表了由南非和義大利的研究人員發現的這一新型雷射器的研究成果,這種雷射器能夠產生「扭曲」的雷射束作為其輸出。雷射輸出和新型雷射形成的一組雷射束疊加,稱為矢量渦旋光束。
  • 超材料或將延續摩爾定律?
    半導體行業的發展使得傳統意義上的摩爾定律受到了不同程度的質疑,甚至有聲音說:「摩爾定律要失效了!」因此,如何延續摩爾定律成了當今半導體行業熱議的話題。日前,中國工程院院士、清華大學材料學院教授周濟在接受《中國電子報》記者專訪時表示,超材料有可能從工藝和原理兩方面延續摩爾定律,為信息技術的進一步發展提供新的技術路線。
  • 解讀雷射光束特性對雷射加工質量的影響
    總的來說,有關光束特性對雷射焊接質量影響的研究已作了很多工作,但隨著雷射加工的發展,一些特殊材料的應用日益增多,有關光束特性對特殊材料焊接質量的影響以及光束質量與焊接質量之間的理論關係還有待於進一步研究。
  • 摩爾定律、梅特卡夫定律、顛覆定律(冪指數定律)分別是啥?
    摩爾定律每18個月,計算機等IT產品(或者說相同性能的計算機等IT產品)的性能將翻一番,每18個月價格就會降一半。主幹網帶寬的增長速度至少是運算性能增長速度的三倍。因為運算性能增長速度主要是由摩爾定律決定的,所以根據每兩年運算性能提高一倍計算,主幹網的網絡帶寬的增長速度大概是每八個月增長一倍。梅特卡夫定律網絡的價值等於網絡節點數的平方,網絡的價值與聯網的用戶數的平方成正比。
  • 陳根:當光束不遵循折射定律,發生了什麼?
    文/陳根斯涅爾定律(Snell's Law),亦稱折射定律(Law of Refraction)。事實上,關於折射的實驗,在古希臘就已有記錄。公元二世紀,託勒密使用了一個劃分為360等分的圓盤,在圓盤中心上裝兩把能繞盤心旋轉的尺子,將圓盤的一半浸入水中。
  • 陳根:當光束不遵循折射定律,發生了什麼?
    文/陳根斯涅爾定律(Snell's Law),亦稱折射定律(Law of Refraction)。事實上,關於折射的實驗,在古希臘就已有記錄。折射定律從雛形到被視為公理定理已有千年,而最近發表在《自然光子學》上來自佛羅裡達大學的研究人員開發出一種新型的雷射束,它不遵循長期以來關於光如何折射和傳播的原理,這可能對光通信和雷射技術產生巨大影響。