新技術(shù)有助于下一代單芯片光子互聯(lián)實(shí)現(xiàn)

　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)4月22日?qǐng)?bào)道，美國(guó)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)。研究發(fā)表在4月19日出版的《科學(xué)》雜志上。

　　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(zhǎng)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(kāi)了大門。

　　該研究的合作者、哈佛大學(xué)工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的研究生巴爾薩澤·穆勒說(shuō)：“如果你想朝一塊擁有很多元件的小芯片周圍發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，那么，你需要能精確地控制信號(hào)的行進(jìn)方向。如果你無(wú)法做到這一點(diǎn)，信號(hào)就有可能丟失。方向是信號(hào)能否成功傳遞的重要因素。”

　　過(guò)去，科學(xué)家們也能通過(guò)改變光射入連接設(shè)備表面的角度來(lái)控制這些波的行進(jìn)方向。但就像穆勒所說(shuō)的：“這實(shí)在很麻煩，光學(xué)電路很難成一條直線，因此，為了給信號(hào)設(shè)定方向而不斷重新調(diào)整角度非常不實(shí)際。”

　　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?cè)O(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。該研究的主要作者、哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的費(fèi)德里科·卡帕索教授指出：“迄今為止，科學(xué)家們一直采用一系列平行的溝槽（格柵）來(lái)做這類事情，雖然它也能完成，但很多信號(hào)會(huì)丟失，而新設(shè)備上的新結(jié)構(gòu)則能采用一種非常簡(jiǎn)單和優(yōu)雅的方式來(lái)控制信號(hào)的行進(jìn)方向。”

　　現(xiàn)在，光只需要垂直地射入即可，新設(shè)備會(huì)做其他事情。它會(huì)將入射光變成表面等離子體激元（在金屬表面存在的自由振動(dòng)的電子與光子相互作用產(chǎn)生的沿著金屬表面?zhèn)鞑サ氖杳懿ǎ?。它也?huì)閱讀入射光波的偏振方向——直線、左旋圓極化還是右旋圓極化，然后為其安排合適的路徑。新設(shè)備甚至能將一束光分成兩部分并朝不同方向發(fā)送不同的部分，這就使得多通路信息傳送成為可能。

　　新結(jié)構(gòu)非常微小，每個(gè)圖案單元比可見(jiàn)光的波長(zhǎng)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(lái)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)。