納米天線:能讓光子成群移動,首次實現了可見光波段內通訊

2020-12-01 電子發燒友

納米天線：能讓光子成群移動，首次實現了可見光波段內通訊

工程師青青 發表於 2018-09-29 16:37:49

美國波士頓大學科學家首次開發出能在可見光波段內操作的納米無線光學通訊系統，更短波長的可見光將大大縮小計算機晶片的尺寸。新系統的核心技術是一種納米天線，能讓光子成群移動並高精控制光子與表面等離子體間的相互轉換。

據報導，此前沿單一通道同時收集和發射電磁波是極大挑戰，大多受限於近紅外線波長範圍內，而新納米天線克服了這一障礙，讓光子沿著單一通道成群移動，讓通過一條單線排列的光子雙向傳輸信息成為可能。

領導這一研究的波士頓大學教授麥可·勞頓表示，新系統中納米等離子天線之間能通過光子相互通訊，兩個天線間的信息傳輸能耗降低了50％，大大提高了無線通訊效率，這對建築節能是一大利好。

新納米天線數據傳輸速度比等離子體波導技術快60％，比等離子體納米波導也快了近50％，速度如此之快歸功於其內關鍵設計——空氣間隙（氣隙）。研究人員通過移走材料內的少量玻璃基底，在光波和金屬表面間製造出一個很小的氣隙，這個氣隙能降低材料對移動中光子的破壞性拉拽。他們還能通過加寬或變窄氣隙的方法來調節天線的性能。

研究人員已經證明新納米系統在性能上完全超越矽基光學波導技術。矽基光學波導內的光散射會降低數據傳輸速度，而納米天線內不僅光子能保持光速傳播，表面等離子體也能以接近90％到95％的光速傳播。「我們的新系統將成為製造更快矽基光學電器和更高效通訊設備的有力工具。」參與研究的博士後朱安·梅洛說。

總編輯圈點

以前，納米天線都是矽基的，此次是一個突破。無論最終證明哪種材料更合適，我們都會得到更緊湊和高效的通信電路。手機打一陣就發燙將成為歷史。而當天線的瓶頸突破後，不發熱的光晶片也將隨著納米光器件的成熟走上前臺。

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