科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)操控光波和光子信息,標(biāo)志通信基礎(chǔ)設(shè)施將大幅提升

　　近日據(jù)外媒報道，科學(xué)家首次在硅基芯片上實(shí)現(xiàn)操控光波和光子信息，并維持了它們的整體波形。目前因?yàn)榇蠖鄶?shù)通信基礎(chǔ)設(shè)施仍依賴于基于硅的設(shè)備來傳播和接收信息，這標(biāo)志著通信基礎(chǔ)設(shè)施將大幅提升傳輸速度。

　　在現(xiàn)代通信技術(shù)中，保持洲際光纖中的信息完整性是至關(guān)重要的。從理論上說，這需要在光纖的收發(fā)端對硅基芯片中的光進(jìn)行操作，以此確保那些“光子信息包”的波形在傳送中不會被破壞。多年以來，科學(xué)家們一直在為這個目標(biāo)努力，現(xiàn)在終于有了新的成果。

　　而近日，悉尼大學(xué)納米研究所和新加坡科技大學(xué)設(shè)計學(xué)院合作，首次通過操控一塊硅基芯片上的光波成功地維持了它們的整體波形，這類特殊的波名為“孤子”。

　　其實(shí)在20年前，科學(xué)家們就首次在光纖中觀察到了這種“孤子”，并被命名為“布拉格孤子”。但是當(dāng)時并沒有在硅基材料上進(jìn)行試驗(yàn)，因?yàn)楫?dāng)時的硅基材料并不具備傳播“孤子”的條件。

　　現(xiàn)在，研究小組在新加坡建造了一種基于超富硅氮化物（USRN）的裝置，并為它配置了悉尼納米公司（Sydney Nano）最先進(jìn)的光學(xué)工具，最終，這臺裝置成功證明了硅基芯片上的布拉格孤子的形成和裂變過程。研究人員將這一發(fā)現(xiàn)歸功于聯(lián)合使用了USRN和布拉格光柵器件。后者是一種經(jīng)過輕微修改的硅材料，能產(chǎn)生所謂的“布拉格光柵”，它加工起來十分方便。

　　同時布拉格光柵器件的硅基特性也確保了與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）工藝的兼容性?？煽康貑庸伦訅嚎s和裂變的能力，并允許用比以前所要求的更長的脈沖產(chǎn)生超快現(xiàn)象。而且芯片規(guī)模的小型化也提高了光信號處理的速度。