科學(xué)家首次在基芯片上實(shí)現(xiàn)操控光波和光子信息，通信行業(yè)或?qū)⒏膶?xiě)

近日據(jù)外媒報(bào)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(lài)于基于硅的設(shè)備來(lái)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(shuō)，這需要在光纖的收發(fā)端對(duì)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(huì)被破壞。多年以來(lái)，科學(xué)家們一直在為這個(gè)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(jì)學(xué)院合作，首次通過(guò)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(lèi)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(shí)并沒(méi)有在硅基材料上進(jìn)行試驗(yàn)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)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(tái)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(guò)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(guò)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(lái)十分方便。

同時(shí)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?dòng)孤子壓縮和裂變的能力，并允許用比以前所要求的更長(zhǎng)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(hào)處理的速度。