科學(xué)家制造出世界最小光開關(guān)
蘇格蘭圣安德魯大學(xué)科學(xué)家日前制作出目前世界最小的光開關(guān)，且該開關(guān)由硅制成，具有集成入CMOS電子元件的潛力。該研究成果發(fā)表在近期的《光學(xué)通訊》期刊上。
這個(gè)新元件是一個(gè)基于定向耦合器的2×2開關(guān)。定向耦合器包含2個(gè)距離非常接近的波導(dǎo)，以致光能可從一個(gè)波導(dǎo)傳到另一個(gè)波導(dǎo)。當(dāng)定向耦合器處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，光沿著上部波導(dǎo)不受干擾地傳至出口；而當(dāng)定向耦合器通過加熱方式開啟時(shí)，光被切換至另一個(gè)波導(dǎo)，由下方出口傳出。
該元件的高明之處在于，它將光子晶體納米結(jié)構(gòu)直接蝕刻在開關(guān)上。這個(gè)納米結(jié)構(gòu)可使光減速以在短距離內(nèi)產(chǎn)生足夠強(qiáng)的作用力，以此來縮小元件的尺寸。元件上具有光子晶體結(jié)構(gòu)圖案的部分每邊均只有9微米，這要比現(xiàn)存元件小很多。研究人員表示，該元件可用作光路的基本結(jié)構(gòu)單元，譬如將多個(gè)2×2開關(guān)級(jí)聯(lián)起來即可得到16×16的大型矩陣開關(guān)。
研究人員稱，該元件也可作為將信息編碼至光束的光調(diào)制器，這比IBM公司不久前剛發(fā)布的調(diào)制器小了近10倍，這也意味著它的電容更小，因此開關(guān)速度可能會(huì)更快。研究人員推測(cè)，該調(diào)制器的信息傳輸率將高達(dá)每秒100吉比特，但缺點(diǎn)是帶寬比較窄。該開關(guān)的工作帶寬僅幾個(gè)納米，而IBM調(diào)制器的帶寬可覆蓋整個(gè)C波段。
研究論文上發(fā)表的開關(guān)由電子束光刻技術(shù)制成，研究人員指出這種開關(guān)也可以采用深紫外光刻技術(shù)來制作。研究團(tuán)隊(duì)目前正與英特爾及比利時(shí)IMEC公司合作，目的是證明納米結(jié)構(gòu)可以用更低的成本來制作。
這個(gè)新元件是一個(gè)基于定向耦合器的2×2開關(guān)。定向耦合器包含2個(gè)距離非常接近的波導(dǎo)，以致光能可從一個(gè)波導(dǎo)傳到另一個(gè)波導(dǎo)。當(dāng)定向耦合器處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，光沿著上部波導(dǎo)不受干擾地傳至出口；而當(dāng)定向耦合器通過加熱方式開啟時(shí)，光被切換至另一個(gè)波導(dǎo)，由下方出口傳出。
該元件的高明之處在于，它將光子晶體納米結(jié)構(gòu)直接蝕刻在開關(guān)上。這個(gè)納米結(jié)構(gòu)可使光減速以在短距離內(nèi)產(chǎn)生足夠強(qiáng)的作用力，以此來縮小元件的尺寸。元件上具有光子晶體結(jié)構(gòu)圖案的部分每邊均只有9微米，這要比現(xiàn)存元件小很多。研究人員表示，該元件可用作光路的基本結(jié)構(gòu)單元，譬如將多個(gè)2×2開關(guān)級(jí)聯(lián)起來即可得到16×16的大型矩陣開關(guān)。
研究人員稱，該元件也可作為將信息編碼至光束的光調(diào)制器，這比IBM公司不久前剛發(fā)布的調(diào)制器小了近10倍，這也意味著它的電容更小，因此開關(guān)速度可能會(huì)更快。研究人員推測(cè)，該調(diào)制器的信息傳輸率將高達(dá)每秒100吉比特，但缺點(diǎn)是帶寬比較窄。該開關(guān)的工作帶寬僅幾個(gè)納米，而IBM調(diào)制器的帶寬可覆蓋整個(gè)C波段。
研究論文上發(fā)表的開關(guān)由電子束光刻技術(shù)制成，研究人員指出這種開關(guān)也可以采用深紫外光刻技術(shù)來制作。研究團(tuán)隊(duì)目前正與英特爾及比利時(shí)IMEC公司合作，目的是證明納米結(jié)構(gòu)可以用更低的成本來制作。
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