據物理學家組織網4月22日報道,美國科學家製造出一種新的納米尺度(dù)的連接設備,能將光學信號轉變成沿金(jīn)屬表麵行進的波。更為重要的是,新設備還能識別偏振光的(de)偏振方向,並據此朝不同的方向發送信號。研(yán)究發表在4月(yuè)19日出版的《科學》雜誌上。
科學家們表示,最新研究提供了一種新的方式,讓人們能在亞波長尺(chǐ)度下精確地操控光,而不會破壞可能攜帶(dài)有數據的信號,這為有效地從光子(zǐ)設備傳遞(dì)信(xìn)息給電子設備(bèi)從而實現下一代單芯片光子互聯打開了大門(mén)。
該研(yán)究的合作者、哈佛大學工程和應用科學學(xué)院的研究生巴爾薩澤?穆勒說:“如果你想朝一(yī)塊擁有很多元件的小芯片周(zhōu)圍發送一個數據信號,那麽,你需要能(néng)精確地控製信號的行進方向。如果(guǒ)你無法做到這一點,信號就(jiù)有可能丟失。方向是信號能否成功傳遞的重要因(yīn)素。”
過去,科學家們也能通(tōng)過(guò)改變光射入連接(jiē)設備表麵的角(jiǎo)度來控製這些(xiē)波的行(háng)進(jìn)方向(xiàng)。但就像穆勒(lè)所說的:“這實在很麻煩,光學電路很難成一條直線,因此,為了給信(xìn)號設定方向而不斷重新調整角度非常不實際(jì)。”
新連(lián)接設備由一層薄薄的金組成,其(qí)上布滿小(xiǎo)孔,科學(xué)家們設計的天才之處正在於這些切口(kǒu)形(xíng)成的像鯡魚魚骨(gǔ)(箭尾(wěi)形)一樣的圖案。該研究的主要作者、哈佛大學工(gōng)程(chéng)與應用科學學院的費德(dé)裏(lǐ)科?卡帕索教(jiāo)授指出:“迄今為止,科學家們一直采用一係列平行的溝槽(格柵)來做這類事情,雖然它也能完成,但很多(duō)信號會丟失,而新設備上的新(xīn)結構則能采用(yòng)一種非常簡單和優雅(yǎ)的方式來控製信號的行進方向。”
現在,光隻需要垂直地射入即可,新(xīn)設備會做其他事情。它會將入射光變成(chéng)表麵等離子體激(jī)元(在金屬表麵存在的(de)自由振動的電子與(yǔ)光子相互作用產生的沿著金屬表麵傳播的疏密波)。它也會(huì)閱讀(dú)入射光波的偏振方向??直線、左旋圓極化還(hái)是右旋圓極化,然後為其安排合適的路(lù)徑。新設備甚至能將一(yī)束光分成兩部分並朝不(bú)同方向(xiàng)發送不同的部分,這就(jiù)使得多通路信息傳送成為可能。
新結構非常微小,每個圖案單元比可(kě)見光的波長(zhǎng)還要小,因此,科學家們認為,新結構應該很容易同平麵光學等新奇技術整合。然(rán)而,卡帕索表示,新設備最有可能用於未(wèi)來的高速信息網(wǎng)絡(luò)內??納(nà)米尺度(dù)的電子設備(目前已經出現)、光子設備和等離子體有望集成在一塊微芯片(piàn)上,從而實現下一代單芯片光子互(hù)聯。
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