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盤點(diǎn):2013年光通信領(lǐng)域科學(xué)前沿技術(shù)

2013-12-12 09:47:56 OFweek光通訊網(wǎng)  點(diǎn)擊量: 評(píng)論 (0)
伴隨著人們對高速傳輸需求的上升,2013年的科學(xué)界也在上演一場速度比拼,科學(xué)家們通過開發(fā)新的傳輸材質(zhì)、新的工藝結(jié)構(gòu)、新的編碼技術(shù)等多種方式,實(shí)現(xiàn)更高效的通信。另外,在光集成、通信安全等領(lǐng)域也獲得了不同

、細(xì)胞整體的分子級(jí)仿真,納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等更多功能。IBM公司位于紐約州約克敦海茨的TJ華盛頓研究中心的研究人員喬納森說:“計(jì)算機(jī)預(yù)計(jì)將在2020年左右達(dá)到億億次級(jí),但在此之前還需進(jìn)行大量的研究。”為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo),研究人員必須找到計(jì)算機(jī)在較低功耗下可快速傳輸大量數(shù)據(jù)的方法。

通過結(jié)合IBM公司32納米絕緣體上硅(SOI)CMOS工藝制成的集成電路,以及美國住友電氣創(chuàng)新設(shè)備公司(以前的商埃姆科公司)制造的先進(jìn)垂直腔面發(fā)射激光器(VCSEL)和光電探測器,喬納森和同事制造出新的高能效光通信鏈路,每秒傳輸速度達(dá)到25Gbit,總功耗只有24mW,約合每比特耗能1pJ。喬納森說:“與之前的記錄相比,數(shù)據(jù)傳輸速度提高了66%,功耗降低了一半。我們將繼續(xù)提高光通信的傳輸速度和功耗效率。人們總希望能以更低的功耗傳輸更多的數(shù)據(jù),這也正是我們努力的方向。”

新技術(shù)為實(shí)現(xiàn)下一代單芯片光互連打開大門

可將光信號(hào)變成沿金屬表面行進(jìn)的波

美國科學(xué)家制造出一種新的納米尺度的連接設(shè)備,能將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)變成沿金屬表面行進(jìn)的波。更為重要的是,新設(shè)備還能識(shí)別偏振光的偏振方向,并據(jù)此朝不同的方向發(fā)送信號(hào)。

科學(xué)家們表示,最新研究提供了一種新的方式,讓人們能在亞波長尺度下精確地操控光,而不會(huì)破壞可能攜帶有數(shù)據(jù)的信號(hào),這為有效地從光子設(shè)備傳遞信息給電子設(shè)備從而實(shí)現(xiàn)下一代單芯片光子互聯(lián)打開了大門。

新連接設(shè)備由一層薄薄的金組成,其上布滿小孔,科學(xué)家們設(shè)計(jì)的天才之處正在于這些切口形成的像鯡魚魚骨(箭尾形)一樣的圖案。

新結(jié)構(gòu)非常微小,每個(gè)圖案單元比可見光的波長還要小,因此,科學(xué)家們認(rèn)為,新結(jié)構(gòu)應(yīng)該很容易同平面光學(xué)等新奇技術(shù)整合。然而,卡帕索表示,新設(shè)備最有可能用于未來的高速信息網(wǎng)絡(luò)內(nèi)--納米尺度的電子設(shè)備(目前已經(jīng)出現(xiàn))、光子設(shè)備和等離子體有望集成在一塊微芯片上,從而實(shí)現(xiàn)下一代單芯片光子互聯(lián)。


南開聯(lián)手哈佛:為光電子集成與互聯(lián)技術(shù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)

在手機(jī)、電腦、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代社會(huì)信息化技術(shù)飛速發(fā)展的今天,以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的電子信息技術(shù)引發(fā)了一場改變?nèi)祟惿詈凸ぷ鞯男畔⒒锩涮攸c(diǎn)是依靠集成電子器件提供更高的信息處理速度、存儲(chǔ)密度和片上可集成度等能力,但受到納米尺寸的瓶頸限制,集成電子器件已開始受到制約。與微電子技術(shù)發(fā)展并行的另一門高新技術(shù)-光電子技術(shù),在實(shí)現(xiàn)集成光子回路、互聯(lián)光路、光計(jì)算等功能方面顯現(xiàn)出巨大的潛力和優(yōu)勢,有可能是取代“集成電路”的新一代信息技術(shù)的重要支柱,該技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)是如何在納米尺寸高度集成的芯片上實(shí)現(xiàn)人們像操縱電子那樣操控光子。

表面等離激元(SPPs)是在金屬表面區(qū)域的一種自由電子和光子相互作用的形成的電磁模,經(jīng)常被稱為“能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)線傳輸光子”的信息載體,它在發(fā)展新一代光電子集成技術(shù)中發(fā)揮重要作用,但怎樣在納米尺寸的芯片上實(shí)現(xiàn)SPPs的“傳輸控制”是該領(lǐng)域的一個(gè)國際研究熱點(diǎn)。

4月19日,由南開大學(xué)信息技術(shù)科學(xué)學(xué)院教授、長江學(xué)者袁小聰帶領(lǐng)的新加坡南洋理工大學(xué)課題組與美國哈佛大學(xué)Capasso教授課題組合作,在國際頂級(jí)刊物Science(科學(xué))上發(fā)表了題目為“可重構(gòu)偏振調(diào)控型表面等離激元定向耦合”的文章,解決了SPPs在芯片上傳輸過程中的“交通控制”問題。

文章提出了一種全新的SPPs耦合方式,通過一系列亞波長“人”字型微納金屬結(jié)構(gòu),解決了目

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責(zé)任編輯:廖生玨

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