基于硅芯片的首個全光學(xué)積分器面世

據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)6月21日（北京時間）報道，澳大利亞研究人員研制出了首個集成的全光學(xué)時間積分器，該積分器是一塊與電子技術(shù)兼容的光子芯片。研究人員表示，這標(biāo)志著硅芯片進(jìn)入了超高速光學(xué)處理時代，其全光學(xué)計算和信息處理能力克服了電子器件所固有的速度極限。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新出版的《自然·通信》雜志上。
　　悉尼大學(xué)光子和光學(xué)研究所大衛(wèi)·摩斯副教授領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)，在一個與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）工藝兼容的硅芯片上制造了這款光學(xué)積分器。積分器是實(shí)現(xiàn)對輸入信號進(jìn)行積分運(yùn)算的電路，它是一種基本電路，在壓控振蕩器、波形發(fā)生器、掃描電路等許多方面具有廣泛的應(yīng)用。
　　建立在一個被動分頻微型環(huán)腔諧振器上的該積分器，可對時間分辨率為幾皮秒的任意光波波形進(jìn)行時間積分，相當(dāng)于200吉赫茲左右的處理速度，其“持續(xù)”時間大約為一納秒（十億分之一秒）。
　　摩斯稱，新型時間積分器擁有前所未有的時間—頻寬乘積（TBP）。該全光學(xué)集成積分器的成功研制表明，可將包括超高速信號處理、計算以及光學(xué)存儲等在內(nèi)的大量光學(xué)功能集成在一塊芯片上，并利用光使硅芯片的信息處理、計算以及存儲過程達(dá)到超高速。
　　該設(shè)備建立在摻雜石英玻璃上，損耗低且具有高度的可制造性和很大的設(shè)計靈活性。該超高速光學(xué)積分器性能之佳，使其不只適用于光計算，還可在光學(xué)信息處理和光學(xué)存儲等諸多方面大顯身手。
　　研究人員表示，與電子技術(shù)兼容的該款光子芯片將成為引領(lǐng)下一代全集成超高速光學(xué)處理技術(shù)發(fā)展的基石之一，促進(jìn)超高速光學(xué)信息處理、存儲、測量以及實(shí)時微分方程計算元件等設(shè)備的研發(fā)。隨著社會對更加快速的處理技術(shù)的渴求日益強(qiáng)烈，超高速光計算及信號處理變得非常重要。這項(xiàng)技術(shù)最終將為消費(fèi)者提供更為便宜、處理速度更快的計算機(jī)。