基于硅芯片的首個全光學積分器面世

據美國物理學家組織網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時間積分器，該積分器是一塊與電子技術兼容的光子芯片。研究人員表示，這標志著硅芯片進入了超高速光學處理時代，其全光學計算和信息處理能力克服了電子器件所固有的速度極限。相關研究成果發表在最新出版的《自然·通信》雜志上。
　　悉尼大學光子和光學研究所大衛·摩斯副教授領導的國際團隊，在一個與互補金屬氧化物半導體（CMOS）工藝兼容的硅芯片上制造了這款光學積分器。積分器是實現對輸入信號進行積分運算的電路，它是一種基本電路，在壓控振蕩器、波形發生器、掃描電路等許多方面具有廣泛的應用。
　　建立在一個被動分頻微型環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行時間積分，相當于200吉赫茲左右的處理速度，其“持續”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、計算以及光學存儲等在內的大量光學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到超高速。
　　該設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計靈活性。該超高速光學積分器性能之佳，使其不只適用于光計算，還可在光學信息處理和光學存儲等諸多方面大顯身手。
　　研究人員表示，與電子技術兼容的該款光子芯片將成為引領下一代全集成超高速光學處理技術發展的基石之一，促進超高速光學信息處理、存儲、測量以及實時微分方程計算元件等設備的研發。隨著社會對更加快速的處理技術的渴求日益強烈，超高速光計算及信號處理變得非常重要。這項技術最終將為消費者提供更為便宜、處理速度更快的計算機。