硅光芯片研究新進(jìn)展：特制納米線(xiàn)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(xiàn)，從而選擇性地透射不同顏色的光。在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)后，即可在具有全光學(xué)互聯(lián)的納米級工藝節點(diǎn)處，構建封裝相應的電子元件。許多科技愛(ài)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(lèi)型運動(dòng)的理論速度極限。

資料：激光硅芯片結構示意圖(via)

  此前，研究人員已經(jīng)嘗試過(guò)在微處理器上使用光學(xué)互聯(lián)，但從未找到適合大規模生產(chǎn)的解決方案。好消息是，來(lái)自北卡羅來(lái)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。其詳細介紹了硅納米線(xiàn)是如何用于“選擇性地允許不同波長(cháng)的光通過(guò)”的，而選擇性地打開(kāi)或關(guān)閉不同顏色的光通路，是向著(zhù)‘構建純光學(xué)微處理器’邁出的重要一步。

  由于在納米線(xiàn)內部產(chǎn)生了特制的形狀，研究人員見(jiàn)證了一些神奇現象的發(fā)生。光管的直徑采用了專(zhuān)有技術(shù)進(jìn)行調制，從而實(shí)現選擇性的光傳輸。

  采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(xiàn)，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(gè)有趣的發(fā)現是，通過(guò)納米線(xiàn)的光的顏色，換環(huán)境條件相當敏感。

  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)處理器大規模生產(chǎn)的障礙之一。

  當前的微處理器可以封裝數十億個(gè)晶體管，尺度已經(jīng)減小到了 10nm 以下。而傳統上的光學(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(guò)高可能面臨的各種潛在問(wèn)題。