[圖]光電芯片有望進入全光存儲領(lǐng)域

日前業(yè)界利用三種光電芯片完成了對光速的電子控制。

日前，研制那些能夠延遲和臨時存儲光脈沖的全光緩沖器的工作取得了突破性進展，科學(xué)家分別利用三種不同類型的半導(dǎo)體器件完成了相關(guān)演示。

光速“剎車”

在兩篇獨立的論文中，來自丹麥COM研究中心的科學(xué)家們演示了兩種通用電信器件——一個量子阱半導(dǎo)體光放大器（SOA）和一個電吸收調(diào)制器（EAM）——這兩種器件都可以延遲光脈沖的傳播（Optics Express 13 8032 and Optics Express 13 8136）。

與此同時，來自伯克利的加利福尼亞大學(xué)和德克薩斯州A&M大學(xué)的科研團隊利用一個放大器和一個垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL）獲得了同樣的延遲效果。

上述三種途徑都是通過對定制器件的電子偏壓（electrical bias）進行精確控制完成的。這些報告無疑是相當(dāng)具有價值的，原因是他們提供了一個控制光脈沖時限的切實可行方案，并且無須將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。類似這樣的光緩沖器芯片將極有可能成為未來電信網(wǎng)絡(luò)、光計算和光相位陣列天線（optical phased-array antennae.）領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。

“如何將光速減緩的話題在科學(xué)家對其固有興趣和一些潛在熱點應(yīng)用的刺激下一直成為人們普遍關(guān)注的話題?！盋OM負責(zé)納米光子研究的主管Jesper Mørk表示，“半導(dǎo)體廠商對其感興趣的原因是有可能利用這種技術(shù)研制出更小型的器件，并且還可以集成其他功能元件等?！?BR>
盡管業(yè)界已經(jīng)進行許多試驗來演示如何降低光速，如在空氣中、激光晶體、光子晶體波導(dǎo)甚至是日常的光纖中，但所有這些先前的試驗都需要復(fù)雜和大體積的光控制結(jié)構(gòu)。另外，他們只能對受限的帶寬（(MHz兆赫甚至更少)進行控制，這樣就無法與當(dāng)前光通訊系統(tǒng)中的短數(shù)據(jù)脈沖進行兼容。

與此形成鮮明對比的是，本次美國和丹麥科學(xué)家的試驗依靠的是小型半導(dǎo)體芯片來提供一個電子控制延遲，并且兼容于高速率光脈沖（如GHz和THz）。

在性能方面，EAM和VCSEL都可以工作在1550nm的電信波長附近，脈沖頻率分別為16.7和2.8GHz。EAM可以將光脈沖延遲a factor of three，而VCSEL則可將光脈沖延遲a factor of 1 million，達到100ps。

而COM的SOA則成功地完成對1260nm光脈沖（帶寬高達2.6THz）的延遲處理，不過延遲效果就不那么明顯了，僅延遲68fs。

COM制作的電吸收調(diào)制器，內(nèi)部包含了一條100微米長的半導(dǎo)體波導(dǎo)。