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捕获不会从轨道反射的光线以获得更快的电子设备

导读 基于光的对应物替换传统的计算机芯片组件最终将使电子设备更快,因为光的宽带宽。 一种新的保护性超材料包层可以防止光从计算机芯片中传播

基于光的对应物替换传统的计算机芯片组件最终将使电子设备更快,因为光的宽带宽。

一种新的保护性超材料“包层”可以防止光从计算机芯片中传播的弯曲路径中泄漏出来。

因为利用光处理信息比使用当前设备中使用的电子更有效,所以有充分的理由将光限制在芯片上。但是光和它所携带的信息往往会泄漏并散射出必须放在芯片上的微小元件。

普渡大学领导的一项工作已经在高速公路上建造了一种新型包层,用于轻型旅行,称为波导,以防止信息泄漏 - 尤其是在光线从轨道和散射中反弹的急转弯处。然后信息丢失或混乱,而不是在整个设备中传达。防止这种情况可以促进光子与电路的集成,提高通信速度并降低功耗。

“我们希望我们在波导中发送的信息比特沿着紧急弯道传播,同时不会因为热量而丢失。这是一个挑战,“ 普渡大学电气和计算机工程助理教授Zubin Jacob说。

使波导包层如此独特的原因是各向异性,这意味着包层设计使光能够以不同方向以不同的速度传播。通过控制包层的各向异性,研究人员防止光线从轨道泄漏到其他波导中,在这些波导中会发生“串扰”或混合信息。相反,由光携带的信息比特由“全内反射”反射并保持强烈限制在波导内。

“我们制作的波导是一种极端的皮肤深度结构,这意味着发生的任何泄漏都会非常小,”普渡大学电子和计算机工程研究助理Saman Jahani说。“这种方法可以为计算机芯片上的密集光子集成铺平道路,而不必担心漏光。”

这项工作由普渡大学,阿尔伯塔大学,德克萨斯理工大学,不列颠哥伦比亚大学和上海微系统与信息技术研究所的国际研究团队完成。该团队的研究结果发表在Nature Communications杂志上。

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