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速度更快!新型微型开关能在几纳秒内改变计算机芯片中的光线方向

2020-01-06 19:40:10 来源:前瞻网

速度更快!新型微型开关能在几纳秒内改变计算机芯片中的光线方向

在计算机芯片之间传输光信号的微型开关可以帮助制造更快、更高效的电子产品。

光波比传统电路中使用的电流更容易携带信息,由于被称为光子的光粒子可以像电子1样快速穿过材料,而不像电子那样与周围环境相互作用。

但到目前为止,设计用来操纵这类携带数据的光波的机械开关运行速度相对较慢,而且需要不切实际的高电压才能工作。

11月15日,研究人员在《科学》杂志上报告说,现在,新设计的开关只需1伏特的电力,就可以在不到百万分之1秒的时间内改变光的方向,这相当于普通电子装备使用的电压。

配备了这类新型开关设计的电子装备可以用光而不是电来处理数据,这有助于芯片处理速度更快,如自动驾驶汽车扫描周围的交通和行人,或从量子计算机中读出信息。

每一个开关包括1个超薄金盘,金盘悬浮在硅板上。在开关上施加1个小的电压,迫使黄金圆盘像碗1样向上曲折,或像雨伞1样向下曲折。

在任何给定的时间,金圆盘的方向控制着通过附近1种被称为波导的线状结构的光是继续不中断地活动,还是改变方向。

许多相互连接的开关设计了不同电子元件之间的各种光信号的传输,可以帮助计算机履行复杂的操作。

新的开关可以在几10纳秒内改变光波的方向,而类似装备的转换时间有几微秒。

哥本哈根大学(University of Copenhagen)的物理学家列奥纳多·米多洛(Leonardo Midolo)没有参与这项研究,但他对这类新设计印象深入。其他的设计则需要10伏特的电压。

他说,“它显示了这类装备进入现实世界使用的潜力”。

但米多洛说,研究人员应当尝试改进现有的模型,以便在将光波转换为新的波导时更好地保存光信号。

目前,1束光绕行时只能保持原来强度的60%。

他说,如果每一个开关都能减掉原来光波的40%,那末只需几个开关,信息就会变得几近完全不可读。

“这肯定是可以改进的地方。”

原文出处:

https://www.sciencenews.org/article/tiny-switch-redirects-light-between-computer-chips-nanoseconds,A tiny switch could redirect light between computer chips in mere nanoseconds,作者:Maria Temming

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