美國研發(fā)基于GaAs的壓光機電路 可轉(zhuǎn)換光學波、聲學波和電磁波的信號
美國國家標準與技術(shù)研究所(NIST)的工作人員在已經(jīng)開發(fā)了一個基于GaAs的“壓光機”電路,可轉(zhuǎn)換光學波、聲學波和電磁波的信號。該團隊認為基于該設計的系統(tǒng)可用于下一代計算機移動和存儲信息。 這項工作發(fā)表于《自然光學》期刊上,并于3月在巴爾的摩舉行的美國物理學會會議上發(fā)表。 雖然穆爾定律已經(jīng)證明是機具彈性,工程師們很快會遇到了基本限制。由于晶體管的收縮、散熱和其他因素將很快對電路產(chǎn)生較大的影響,研究人員正在考慮能在電子元件接口與其他物理系統(tǒng)的界面進行信息傳輸?shù)脑O計,如光和聲音。 如果研究人員可以開發(fā)出一種有效的方式將信號從一種類型轉(zhuǎn)換到另一種類型,將這些不同類型的物理系統(tǒng)連接在一起便可以避免組件依賴于一種信息載體的問題。 例如,光能夠攜帶大量的信息,通常不會與環(huán)境發(fā)生非常強烈作用,所以它會像電一樣加熱元件。但光線很難長時間儲存,因此不能直接與一些組件,如電路,進行交互。另一方面,聲波設備已經(jīng)在無線通信技術(shù)中使用,聲音更容易存儲在結(jié)構(gòu)緊湊的結(jié)構(gòu)中,因為它移動的速度慢得多。 NIST的研究人員及合作者在關(guān)鍵部位建立了一個壓電光學電路,能夠支持光學諧振腔腔局部將1550nm光子和2.4GHz聲子結(jié)合成光子和聲子波導。他們說,在GaAs上易于操縱這種局部力學模式,無論是通過壓電效應的RF場(產(chǎn)生的聲波被路由通過聲子晶體波導耦合到光學腔)還是光學場。 每個光學腔由微小的GaAs桿上的空氣孔陣列組成。這些小孔像鏡子一樣反射光。同時,納米孔束將聲子(機械振動)限制在千兆赫頻率。光子和聲子交換能量,通過光束的振動影響空腔內(nèi)部光子的積累,而內(nèi)部空腔的光子又積累影響機械振動的大小。這種相互作用或耦合的強度是所報道的光機系統(tǒng)中最大的一個。 |