新方法讓光線變得更彎,計算機內部傳輸速度有望提高千倍

2015.03.23 by
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新方法讓光線變得更彎,計算機內部傳輸速度有望提高千倍
樣子像蜂巢,但是尺寸卻比蜂刺還要小。美國研究人員開發出的一種新的裝置可以控制光束在更緊密的彎管繞行,同時還不會影響到光束強度和完整性,有望...


樣子像蜂巢,但是尺寸卻比蜂刺還要小。美國研究人員開發出的一種新的裝置可以控制光束在更緊密的彎管繞行,同時還不會影響到光束強度和完整性,有望將計算設備的內部傳輸率提高上千倍,從而為下一代超高速計算奠定基礎。

這項研究成果是由德州大學艾爾帕索分校(UTEP)及中佛羅里達大學(UCF)的研究人員共同取得的,最近刊登在《光學快訊》上。其研究背景是現代電路板遭遇的性能瓶頸。電路板是通過金屬導線在不同的元器件之間以電信號的方式傳輸數據的,在周邊技術突飛猛進的情況下,電子電路的傳輸速度日益成為了計算的性能瓶頸。

於是微芯片和計算機製造商都開始把目光放在了速度快得多的光信號上面。但是由於電路板的佈線密密麻麻且曲度極大,要想控制光束穿行的同時避免強度損失是很難的。

UCF的研究人員採用了納米級的3D列印技術激光直寫來製造彎曲率為以前兩倍的微型格柵,然後設法讓光束在這些格柵中穿行的同時保持了光強的無損。圖中可以讓光發生90°折射的這種塑料(環氧樹脂)裝置只有20微米(μm)。

這項成果的意義重大。因為以往傳統向光纖那樣的導波管儘管也能控制光束傳輸,但是必須是逐步彎曲才能讓光線通過,如果曲度過大,光就會逃逸並發生能量損失。但是現在的設備都是越做越小,沒有空間容納傳統導波管的這種逐步彎曲的布放方式。

而現在的這種20微米的裝置已經打破了此前讓光線變彎的世界紀錄(從45°提高到90°),其下一步打算再將這一成績提高一倍(180°)。如果這一成績實現的話,意味著排線密度可以達到目前電子電路板的水平,從而為光通信的超高速計算奠定基礎。不過這種技術實現消費者產品的商用尚需時日,研究人員預計可能會首先應用到高性能的超級計算機上面。

文章来自 36氪

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