<p>激光是一種轉(zhuǎn)化設(shè)備，但一項技術(shù)挑戰(zhàn)阻止了它們進一步轉(zhuǎn)化。它們發(fā)出的光會反射回激光本身，使其不穩(wěn)定甚至失效。在現(xiàn)實世界中，這一挑戰(zhàn)是通過使用磁性來阻擋有害反射的大型設(shè)備來解決的。然而，在芯片規(guī)模上，工程師們希望有一天激光能改變計算機電路，有效的隔離器被證明是難以實現(xiàn)的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在這種背景下，斯坦福大學(Stanford University)的研究人員表示，他們已經(jīng)發(fā)明了一種簡單而有效的芯片級隔離器，可以放置在一層比一張紙薄數(shù)百倍的半導體材料中。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;芯片尺度的隔離是光子學中巨大的開放挑戰(zhàn)之一，&rdquo;斯坦福大學電子工程教授、12月1日發(fā)表在《自然&middot;光子學》雜志上的這項研究的資深作者耶萊娜&middot;沃夫科維奇說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;每一束激光都需要一個隔離器來阻止反向反射進入激光并使其不穩(wěn)定，&rdquo;亞歷山大&middot;懷特(Alexander White)說，他是vukovsky實驗室的博士候選人，也是這篇論文的共同第一作者。他補充說，該設(shè)備對日常計算有影響，但也可能影響下一代技術(shù)，如量子計算。</p> <p><br />納米級隔離器很有前景，原因有幾個。首先，這個隔離器是&ldquo;被動的&rdquo;。它不需要外部輸入，也不需要復雜的電子或磁性，而這些技術(shù)挑戰(zhàn)阻礙了芯片級激光器的發(fā)展。這些額外的機制導致設(shè)備過于笨重，不適合集成光子學應用，并可能導致電干擾，損害芯片上的其他組件。另一個優(yōu)點是，新的隔離器也是由常見和眾所周知的半導體基材料制成，可以使用現(xiàn)有的半導體加工技術(shù)制造，可能會簡化其大規(guī)模生產(chǎn)的道路。</p> <p>&nbsp;</p> <p>新的隔離器的形狀像一個圓環(huán)。它是由氮化硅制成的，氮化硅是一種基于最常用的半導體&mdash;&mdash;硅的材料。強初級激光束進入環(huán)，光子開始沿順時針方向繞環(huán)旋轉(zhuǎn)。與此同時，反向反射的光束會以反時針方向旋轉(zhuǎn)，被送回圓環(huán)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們放入的激光能量循環(huán)了很多次，這讓我們可以在環(huán)內(nèi)建立。這種不斷增加的功率改變了較弱的光束，而較強的不受影響，&rdquo;共同第一作者Geun Ho Ahn解釋說，他是電子工程專業(yè)的博士生，研究了導致較弱光束停止共振的現(xiàn)象。&ldquo;反射光，而且只有反射光，被有效地抵消了。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>然后，初級激光離開環(huán)，在所需的方向上被&ldquo;隔離&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>vuuzkoviic和他的團隊已經(jīng)建造了一個原型作為概念的證明，并且能夠?qū)蓚€環(huán)形隔離器級聯(lián)在一起以獲得更好的性能。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;下一步包括研究不同頻率光的隔離器，&rdquo;vukovsky實驗室的博士后學者Kasper Van Gasse說。&ldquo;以及在芯片規(guī)模上更緊密地集成組件，以探索隔離器的其他用途，并提高性能。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>