矽光晶片研究新進展:特製納米線可選擇性透射不同顏色的光

2020-11-23 cnBeta

光學微處理器有朝一日可提供光速般的計算能力，而新研究表明，我們可以生產矽納米線，從而選擇性地透射不同顏色的光。在進一步開發後，即可在具有全光學互聯的納米級工藝節點處，構建封裝相應的電子元件。許多科技愛好者們都知道，與傳統的銅纜相比，光纜可以提供更高的帶寬和速度。光速被認為是任何類型運動的理論速度極限。

資料：雷射矽晶片結構示意圖（via）

此前，研究人員已經嘗試過在微處理器上使用光學互聯，但從未找到適合大規模生產的解決方案。好消息是，來自北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員們，剛剛發表了一篇新論文。

其詳細介紹了矽納米線是如何用於『選擇性地允許不同波長的光通過』的，而選擇性地打開或關閉不同顏色的光通路，是向著『構建純光學微處理器』邁出的重要一步。

由於在納米線內部產生了特製的形狀，研究人員見證了一些神奇現象的發生。光管的直徑採用了專有技術進行調製，從而實現選擇性的光傳輸。

採用米氏散射理論計算的完美導電金屬球的 RCS 頻率函數（圖自：Catslash / 維基百科）

為了將光導向納米線，研究人員利用了『米氏散射』（Mie Scattering）的光學性質。研究中一個有趣的發現是，通過納米線的光的顏色，換環境條件相當敏感。

對於具有原生光輸出的微型傳感器，它們有許多潛在的應用，特別是在航空航天和國防領域。然而小型化是阻礙光學處理器大規模生產的障礙之一。

當前的微處理器可以封裝數十億個電晶體，尺度已經減小到了 10nm 以下。而傳統上的光學元件還停留在微米級的工藝範疇，因為它要防止晶片上元件密度過高可能面臨的各種潛在問題。

[編譯自：TechSpot , 來源：Phys.org]

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