亚洲AV日韩AV无码污污网站_亚洲欧美国产精品久久久久久久_欧美日韩一区二区视频不卡_丰满无码人妻束缚无码区_久爱WWW成人网免费视频


首頁(yè) -> 登錄 -> 注冊(cè) -> 回復(fù)主題 -> 發(fā)表主題
光行天下 -> 光電資訊及信息發(fā)布 -> 光子計(jì)算機(jī)已不再遙遠(yuǎn) [點(diǎn)此返回論壇查看本帖完整版本] [打印本頁(yè)]

cyqdesign 2011-08-22 17:09

光子計(jì)算機(jī)已不再遙遠(yuǎn)

光二極管已經(jīng)可以集成在芯片上，家用型光子計(jì)算機(jī)也許已不再遙遠(yuǎn)。自從德州儀器和仙童半導(dǎo)體在1958年分別發(fā)明集成電路以來，以硅為基礎(chǔ)的電子計(jì)算機(jī)已經(jīng)成了計(jì)算設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。但是，人們依然對(duì)生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)和光子計(jì)算機(jī)等更快更強(qiáng)的計(jì)算機(jī)類型寄予厚望，而就目前來看，它們當(dāng)中最有希望的可能是光子計(jì)算機(jī)。 y8=p;7DY  
BBnW0vAZ*  
光 子芯片會(huì)是光子計(jì)算機(jī)的主要信息處理器件，而能夠大規(guī)模集成化的光子器件則是光子芯片的基礎(chǔ)；在這些光子器件中，具有邏輯處理功能的光二極管又是最重要 的。在硅基電子計(jì)算機(jī)中，電子二極管是最常用的開關(guān)器件之一，它可以根據(jù)電流的方向不同而輸出不同的電流，進(jìn)而表示1或者0。光二極管也應(yīng)該類似于電子二 極管般具有單向傳輸?shù)奶匦�，使某個(gè)方向的入射光可以通過，而反向的光信號(hào)則會(huì)完全反射。但是因?yàn)楣獾姆瓷湫�，�?shí)現(xiàn)這種單向傳輸并不容易。 z=C'qF`  
S?_/Po|  
最近發(fā)表在《科學(xué)》 雜志上的一篇文章改變了這種狀況。來自中國(guó)南京大學(xué)和美國(guó)加州理工大學(xué)的研究人員設(shè)計(jì)出了一種包含半導(dǎo)體鍺、金屬鉻的硅制波導(dǎo)，能夠?qū)崿F(xiàn)光線的單向傳輸。 相比而言，傳統(tǒng)的光學(xué)器件就像是空氣一樣，“你看得見我，我也就看得見你�！边@篇論文的第一作者、現(xiàn)在在加州理工大學(xué)從事博士后研究的馮亮說，“但是我要 做的東西讓你能看見我，但是我看不見你。也就是你那邊發(fā)出來的信號(hào)到達(dá)不了我這里�！� _EMq"\ND  
,[fn? s r  
這 就是光二極管的作用，大多數(shù)時(shí)候，這種器件被叫做“光隔離器”。這種器件實(shí)際上已經(jīng)有了超過100年的歷史，但是對(duì)于芯片級(jí)的光路設(shè)備來說，還沒有合適的 解決方案。現(xiàn)在，這項(xiàng)受到中國(guó)國(guó)家基礎(chǔ)研究973項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金，以及美國(guó)國(guó)防部高等計(jì)劃研究署資助的研究，將會(huì)為光子芯片和光通訊領(lǐng)域帶來革命 性的進(jìn)展。 ~u| k1  
K8xwPoRL  
目前我們使用的光隔離器，大部分是基于19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的法拉第效應(yīng)而實(shí)現(xiàn)的。 法拉第效應(yīng)是指線偏振光會(huì)在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)偏振方向的現(xiàn)象—線性偏振光早在20世紀(jì)早期就已經(jīng)用于3D電影中，它們只會(huì)在某一個(gè)方向上振動(dòng)，就像是我們?cè)诙秳?dòng) 一根繩子時(shí)所看到的那樣�；诜ɡ谛�(yīng)的光隔離器一般由兩個(gè)線偏振器中間加上一個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)器構(gòu)成，當(dāng)在偏振光的傳播方向上添加外加磁場(chǎng)時(shí)，偏振光就會(huì) 旋轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，這個(gè)角度和磁感應(yīng)強(qiáng)度、器件材料厚度和材料特性有關(guān)�，F(xiàn)在常用的旋轉(zhuǎn)器往往是用釔鐵石榴石晶片加上與光線方向垂直的磁場(chǎng)制成，當(dāng)光線通過 這套隔離器時(shí)，沿著透光軸方向的光線能完全通過，而與之垂直的偏振光則完全不能通過。 A<-Prvryt  
7 $AEh+f  
法 拉第效應(yīng)的特別之處在于，這種磁光旋轉(zhuǎn)方向是不可逆的—無論光的方向如何，迎著外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向觀察，偏振光總是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以在光隔離器中， 兩個(gè)偏振器的透光軸之間的夾角被設(shè)置成45度。當(dāng)光經(jīng)過第一個(gè)偏振器后，偏振方向會(huì)旋轉(zhuǎn)45度，并通過第二個(gè)偏振器傳出；當(dāng)反方向的光線傳入時(shí)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn) 器再旋轉(zhuǎn)45度，光線的偏振方向?qū)⒑偷谝粋�(gè)偏振器的透光軸方向垂直，也就完全無法通過。現(xiàn)在這種光隔離器已經(jīng)廣泛使用于光通訊，例如作為光纖放大器的部件 等等，已經(jīng)相當(dāng)成熟。 it V@U  
1|/P[!u  
另一種方案是使用非線性材料，它能改變光的頻率，從而讓兩側(cè)射入 的光線不會(huì)混在一起。但是，這兩種方案都無法在芯片中實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在我們談到的“芯片”，是指以硅為基本材料、以刻蝕、擴(kuò)散、注入等工藝制造的大規(guī)模集成電 路，其中器件的尺寸只能以納米為單位來計(jì)量。硅材料不具有磁光效應(yīng)，而且非線性效應(yīng)也不大，所以傳統(tǒng)的光隔離器技術(shù)無法小型化到現(xiàn)在電子計(jì)算機(jī)的芯片程 度。 ]gI>ay"\QA  
tg%s#lLeH  
而現(xiàn)在這種新型光隔離器的設(shè)計(jì)則是以微觀世界的對(duì)稱缺破為基礎(chǔ)的。在經(jīng)典物理學(xué) 中，對(duì)稱性規(guī)律占據(jù)著核心地位，我們之所以信任鏡子中自己的形象，就是因?yàn)楹暧^宇稱對(duì)稱的存在——鏡像總是能完全和我們保持一致。但是，1956年李政道 和楊振寧發(fā)現(xiàn)的“宇稱對(duì)稱性在弱相互作用中不守恒”現(xiàn)象打破了這一規(guī)律，人們開始意識(shí)到，在微觀世界，粒子并非和鏡子里的自己一模一樣。不僅如此，就連鏡 像中的時(shí)間，也不一定以和真實(shí)世界中相同的速度流逝。 i Lr*W#E  
XwWp4`Fd  
馮亮在碩士期間就讀的南京大學(xué)微 結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，曾經(jīng)在聲子二極管研究的基礎(chǔ)上提出了波矢模式躍遷機(jī)制；而現(xiàn)在利用微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)時(shí)間反演和空間宇稱破缺的光路，則是這種原理的一個(gè) 延伸。這兩種對(duì)稱性缺破證明了產(chǎn)生非對(duì)易現(xiàn)象的可能性，而研究人員利用蒸鍍技術(shù)，在硅波導(dǎo)中制作出正弦波形的鍺和鉻突起，則實(shí)現(xiàn)了完全單向的波矢躍遷和模 式轉(zhuǎn)換。光線以對(duì)稱模式從左邊入射時(shí)，會(huì)一直保持對(duì)稱模式從右邊射出；而從右邊入射時(shí)則會(huì)發(fā)生模式轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生非對(duì)稱模式。因?yàn)椴煌Ｊ降墓鉄o法相互作用， 因此這兩束光就被隔離開，不會(huì)造成光路錯(cuò)誤。 &-^|n*=g6  
}@Rq'VPZd  
現(xiàn)在，這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制造出了一種新的光學(xué)波導(dǎo)—一個(gè)800納米寬、能輸送光的長(zhǎng)硅條，并且計(jì)算出了不同寬度硅波導(dǎo)所需的鍺和鉻突起的高度。想要把這種裝置變得適合光子芯片使用，并非什么難事。 ti6\~SY  
)\fAy  
光子芯片中會(huì)包含許多器件，例如光源、光調(diào)制器、光放大器、光學(xué)微腔、光晶體管等等，目前大多數(shù)器件都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了芯片化�，F(xiàn)在這種新型光隔離器又將光子芯片的開發(fā)推進(jìn)了一大步。也許只需要10年時(shí)間，家用計(jì)算機(jī)處理器中流動(dòng)的就將不再是緩慢的電子，而是光速行進(jìn)的光。
faithfulfans 2011-08-23 00:38
It's a good news!
苦苦地說 2011-08-24 20:09
原來在這里，我去。晚了兩天才在其他地方看到
zhz0828 2011-10-28 23:03
前景光明 Fl)p^uUtl  
cyqdesign 2012-08-29 15:40
擴(kuò)展閱讀： fa#xEWaFr  
jY^wqQls  
1.什么是光子計(jì)算機(jī)？http://m.lslt888.com/index-htm-m-cms-q-view-id-2415.html HzADz%~  
7PE3>cD  
2.光子計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)：http://m.lslt888.com/index-htm-m-cms-q-view-id-2421.html fwvPh&U&  
^(,qkq'u D  
3.光子計(jì)算機(jī)的構(gòu)成：http://m.lslt888.com/index-htm-m-cms-q-view-id-2422.html
41144141 2012-09-20 14:45
用戶被禁言,該主題自動(dòng)屏蔽!
查看本帖完整版本: [-- 光子計(jì)算機(jī)已不再遙遠(yuǎn) --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP備06003254號(hào)-1 網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)