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    [通信世界網]IBM科學家利用“慢速光”實現光通信(2005-11-15 01:11:38)

        IBM日前宣布該公司的研究人員已經制造出一種微型器件,向最終實現以光取代電流來連接電子器件邁出了一大步,為大幅度提高計算機和其它電子設備性能提供了可能性。

        在11月出版的《自然》雜志上,IBM科學家表示通過引導光穿過一個精心設計的被稱為“光子晶體波導管”的多孔硅通道,成功地將光速降低到不到正常速度的三百分之一。此外,只需通過為波導管加上一個電壓,這一設備的獨特設計還能夠在很大的范圍內輕松改變光的速度。

        研究人員多年以前就已經知道如何在實驗室環境中大大降低光的速度,但這是第一次在一塊硅芯片上,通過使用標準的微米電子和納米電子制造技術來主動控制光速。這一設備具有小型化特點,使用標準半導體材料,并能對這種“慢速光”進行精密的控制,所有這些特征使該技術可用于制造極其緊湊的光通信電路,集成到計算機系統之中也將成為可能。

        IBM研究中心負責科學和技術的副總裁T.C.Chen表示:“這一成果是我們不斷努力突破科學極限的結晶。我們一直在探索可提升IBM系統和存儲產品的新技術。我們相信這不僅會給客戶帶來真正的價值,幫助他們依靠高科技產品改進業務;而且也包括最終受益的客戶的顧客!

        雖然芯片和器件的性能一直在提高,但電子設備并不總是能夠同步提升。正如同發生在一個繁忙城市中的交通堵塞會限制產品和原材料的物流,因而妨礙城市商業的發展一樣,無法在電子系統中更快速地傳遞信息已經成為今天電子產品設計所面臨的最大瓶頸。IBM宣布的這一成果就減少這樣的限制。

        科學家們已經找到了使用光來加快計算機內部組件間通信速度的實用方法,但為使方案變得可行,支持這樣一個光網絡的組件必須能夠對光信號進行出色的控制,同時體積上還必須非常小,而且制造成本低廉。IBM的這項成果部分地解決了這一難題。

        IBM研究團隊成功地使用了一種光子晶體波導管,這種穿由一組規則孔洞的薄硅片可以令光發生散射。這些孔洞的結構和大小使這種材料擁有非常高的折射率——折射率越高,光的速度就越慢。通過使用微小電流對波導管進行局部加熱可以改變折射率,因此使用非常小的電流就可以大范圍快速調節光的速度。

        這種IBM器件的活動區非常小,需要用顯微鏡才能看到,這說明有可能在一塊半導體電路大小的面積上制造復雜的光電路。幾乎任何一家半導體工廠都擁有制造這種設備的工藝。今天《自然》雜志上提供的性能數據顯示,這種技術可用于制造多種納米光子組件,包括光延遲電纜、光緩沖器甚至光存儲器,所有這些為實現“光通信網絡連接的計算機系統”的夢想奠定基礎。

        11月3日出版的《自然》雜志刊登了這篇名為“使用光子晶體波導管對慢速光實現主動控制”(Activecontrolofslow light on a chip with photonic crystal waveguides)的報告,作者為來自IBM設在紐約Yorktown Heights的T.J.Watson研究中心的研究人員Yurii A. Vlasov、Martin O'Boyle、Hendrik F. Hamann和Sharee J. McNab。這一工作獲得了國防尖端研究局(DARPA)通過一項名為“光的減速、存儲和處理”的國防科學研究局計劃提供的部分支持。

    摘自《通信世界網》

       
     
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