硅光芯片研究新進(jìn)展：特制納米線可選擇性透射不同顏色的光

  ICCSZ訊 光學(xué)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(chǎn)硅納米線，從而選擇性地透射不同顏色的光。在進(jìn)一步開發(fā)后，即可在具有全光學(xué)互聯(lián)的納米級工藝節(jié)點處，構(gòu)建封裝相應(yīng)的電子元件。許多科技愛好者們都知道，與傳統(tǒng)的銅纜相比，光纜可以提供更高的帶寬和速度。光速被認(rèn)為是任何類型運動的理論速度極限。

資料：激光硅芯片結(jié)構(gòu)示意圖(via)

  此前，研究人員已經(jīng)嘗試過在微處理器上使用光學(xué)互聯(lián)，但從未找到適合大規(guī)模生產(chǎn)的解決方案。好消息是，來自北卡羅來納大學(xué)教堂山分校的研究人員們，剛剛發(fā)表了一篇新論文。其詳細(xì)介紹了硅納米線是如何用于“選擇性地允許不同波長的光通過”的，而選擇性地打開或關(guān)閉不同顏色的光通路，是向著‘構(gòu)建純光學(xué)微處理器’邁出的重要一步。

  由于在納米線內(nèi)部產(chǎn)生了特制的形狀，研究人員見證了一些神奇現(xiàn)象的發(fā)生。光管的直徑采用了專有技術(shù)進(jìn)行調(diào)制，從而實現(xiàn)選擇性的光傳輸。

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

  為了將光導(dǎo)向納米線，研究人員利用了‘米氏散射’(Mie Scattering)的光學(xué)性質(zhì)。研究中一個有趣的發(fā)現(xiàn)是，通過納米線的光的顏色，換環(huán)境條件相當(dāng)敏感。

  對于具有原生光輸出的微型傳感器，它們有許多潛在的應(yīng)用，特別是在航空航天和國防領(lǐng)域。然而小型化是阻礙光學(xué)處理器大規(guī)模生產(chǎn)的障礙之一。

  當(dāng)前的微處理器可以封裝數(shù)十億個晶體管，尺度已經(jīng)減小到了 10nm 以下。而傳統(tǒng)上的光學(xué)元件還停留在微米級的工藝范疇，因為它要防止芯片上元件密度過高可能面臨的各種潛在問題。