<p>亞瑟是一種變革性的設(shè)備，但一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)阻止了它們的變革性。它們發(fā)出的光會(huì)反射回激光本身，使其不穩(wěn)定甚至失效。</p> <p>在現(xiàn)實(shí)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(jì)算機(jī)電路，有效的隔離器被證明是難以實(shí)現(xiàn)的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在這種背景下，斯坦福大學(xué)(Stanford University)的研究人員表示，他們已經(jīng)發(fā)明了一種簡(jiǎn)單而有效的芯片級(jí)隔離器，可以放置在一層比一張紙薄數(shù)百倍的半導(dǎo)體材料中。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;芯片級(jí)別的隔離是光子學(xué)中最大的公開挑戰(zhàn)之一，&rdquo;斯坦福大學(xué)電氣工程教授、12月1日發(fā)表在《自然光子學(xué)》雜志上的這項(xiàng)研究的資深作者耶琳娜&middot;武科維奇說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;每個(gè)激光都需要一個(gè)隔離器來阻止反向反射進(jìn)入激光并使其不穩(wěn)定，&rdquo;vuvukovic實(shí)驗(yàn)室的博士候選人、該論文的共同第一作者Alexander White說，他補(bǔ)充說，該設(shè)備對(duì)日常計(jì)算有影響，但也可能影響下一代技術(shù)，如量子計(jì)算。<img src="https://engineering.stanford.edu/sites/default/files/styles/responsive_large/public/media/image/n9epdg9yx6yhzsit_0.jpg?itok=6JY-BuAF" width="805" height="603" />&nbsp;</p> <p>小而被動(dòng)</p> <p><br />納米級(jí)隔離器很有前景，原因有幾個(gè)。首先，這個(gè)隔離器是&ldquo;被動(dòng)的&rdquo;。它不需要外部輸入，不需要復(fù)雜的電子器件，也不需要磁性元件&mdash;&mdash;迄今為止阻礙芯片級(jí)激光器發(fā)展的技術(shù)挑戰(zhàn)。這些額外的機(jī)制導(dǎo)致器件對(duì)于集成光子學(xué)應(yīng)用來說過于笨重，并可能導(dǎo)致?lián)p害芯片上其他組件的電干擾。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，新的隔離器也是由常見和眾所周知的半導(dǎo)體基材料制成，可以使用現(xiàn)有的半導(dǎo)體加工技術(shù)制造，可能會(huì)簡(jiǎn)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(gè)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(dǎo)體&mdash;&mdash;硅的材料。強(qiáng)初級(jí)激光束進(jìn)入環(huán)，光子開始沿順時(shí)針方向繞環(huán)旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，反向反射的光束會(huì)以反時(shí)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(qiáng)的光束繼續(xù)不受影響，&rdquo;電氣工程博士研究生、聯(lián)合第一作者Geun Ho Ahn解釋說，這種現(xiàn)象導(dǎo)致較弱的光束停止共振。&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(jí)激光退出環(huán)，并在所需的方向上被&ldquo;隔離&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>vuuzkoviic和他的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)建造了一個(gè)原型作為概念的證明，并且能夠?qū)蓚€(gè)環(huán)形隔離器級(jí)聯(lián)在一起以獲得更好的性能。<img src="https://engineering.stanford.edu/sites/default/files/styles/responsive_large/public/media/image/yyfchj3nfvlpir5i_0.jpg?itok=3eWb0upX" width="805" height="1075" />&nbsp;</p> <p>&ldquo;下一步包括研究不同頻率光的隔離器，&rdquo;vukovsky實(shí)驗(yàn)室的博士后學(xué)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> <p>前vuuzkoviic實(shí)驗(yàn)室的研究科學(xué)家Ki Youl Yang也是這項(xiàng)研究的共同作者。來自加州大學(xué)圣巴巴拉分校的研究人員也是合著者。武約科維奇也是斯坦福Bio-X、斯坦福PULSE研究所和吳仔神經(jīng)科學(xué)研究所的成員。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項(xiàng)工作由赫伯和簡(jiǎn)&middot;德懷特斯坦福研究生獎(jiǎng)學(xué)金、NTT研究獎(jiǎng)學(xué)金、STMicroelectronics斯坦福研究生獎(jiǎng)學(xué)金、關(guān)亭教育基金會(huì)和DARPA資助。</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(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>