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科學家發現光能穿過金屬 有助科學家開發更高效的光學芯片

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近日,科學家又有了新的發現,而且該發現還對芯片開發有重要的價值意義。即美國哥倫比亞大學科學家發現光能穿過金屬,這樣的發現將有助科學家開發更高效的光學芯片。那麼,什麼是光學芯片呢?光學芯片有什麼作用?下面我們一起來了解。

科學家發現光能穿過金屬

科學家發現光能穿過金屬 有助科學家開發更高效的光學芯片

科學發現

金屬具有良好的導電和導熱性能。通常,人們認為光線無法穿過金屬。然而近日,由美國哥倫比亞大學科學家領導的一個研究團隊挑戰了人們對傳統金屬的認知。該團隊的一項新研究描述了一種能夠導光的金屬。該研究能夠幫助科學家開發出更高效的光學芯片。相關研究已發表在近期的《科學進展》雜誌上。

光學芯片:

研究人員將磷化銦的發光屬性和硅的光路由能力整合到單一混合芯片中。當給磷化銦施加電壓的時候,光進入硅片的波導,產生持續的激光束,這種激光束可驅動其他的硅光子器件。這種基於硅片的激光技術可使光子學更廣泛地應用於計算機中,因為採用大規模硅基製造技術能夠大幅度降低成本。 英特爾認為,儘管該技術離商品化仍有很長距離,但相信未來數十個、甚至數百個混合硅激光器會和其它硅光子學部件一起,被集成到單一硅基芯片上去。這是開始低成本大批量生產高集成度硅光子芯片的標誌。

光子芯片採用光波(電磁波)來作為信息傳輸或數據運算的載體,一般依託於集成光學或硅基光電子學中介質光波導來傳輸導模光信號,將光信號和電信號的調製、傳輸、解調等集成在同一塊襯底或芯片上。

科學家發現光能穿過金屬 有助科學家開發更高效的光學芯片 第2張

科學研究

隨着集成電路的不斷髮展,傳統的電子集成電路在帶寬與能耗等方面逐漸接近極限。隨着電子電路集成度的不斷提高,金屬導線變得越來越細,導線之間的間距不斷縮小,這一方面使得導線的電阻和其歐姆損耗不斷增大,使得系統能耗不斷增加;另一方面會造成金屬導線間的電容增大,引起導線之間的串擾加大,進而影響芯片的高頻性能 。

電子集成芯片採用電流信號來作為信息的載體,而光子芯片則採用頻率更高的光波來作為信息載體。相比於電子集成電路或電互聯技術,光子集成電路與光互連展現出了更低的傳輸損耗 、更寬的傳輸帶寬、更小的時間延遲、以及更強的抗電磁干擾能力。 此外,光互聯還可以通過使用多種複用方式(例如波分複用WDM、模分互用MDM等)來提高傳輸媒質內的通信容量。 因此,建立在集成光路基礎上的片上光互聯被認為是一種極具潛力的技術用以克服電子傳輸所帶來的瓶頸問題。

高速數據處理和傳輸構成了現代計算系統的兩大支柱,而光子芯片將信息和傳輸和計算提供一個重要的連接平台,可以大幅降低信息連接所需的成本、複雜性和功率損耗 。隨着硅基光電子學和半導體加工技術的不斷髮展,光子和電子混合集成的光電子芯片還可以進一步的提升器件性能並降低成本,以滿足不斷增長的高帶寬互連的需要 。

光電芯片與普通芯片的差別為:應用不同、原理不同、效果不同

科學家發現光能穿過金屬 有助科學家開發更高效的光學芯片 第3張

芯片

一、應用不同

1、光電芯片:光電芯片主要應用於通信行業,是通信設備系統裏不可或缺的一部分。

2、普通芯片:普通芯片主要應用於半導體行業,比如CPU、存儲、閃存等。

二、原理不同

1、光電芯片:光電芯片運用的是半導體發光技術,產生持續的激光束,驅動其他的硅光子器件。

2、普通芯片:普通芯片是將電子線路集成在基片上,進而承載量子信息處理的功能。

三、效果不同

1、光電芯片:光電芯片是以光來做載體,用光代替電,利用微納加工工藝,在芯片上集成大量的光量子器件。相比傳統芯片,這種芯片的集成度更高精準度更強也更加穩定,同時也具有更好的兼容性。

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