【盘点】2012年光通信十大科技创新

2012-12-07 07:00

首个光子电路问世

　　据美国物理学家组织网报道，美国科学家们用光子取代电子，制造出首个由光子电路元件组成的“超电子”电路。

　　在实验中，他们用一个光子信号（其波长位于中红外线范围内）照射该纳米棒，并在波通过时用光谱设备进行测量。他们使用不同宽度和高度组合的纳米棒重复该实验后证明，不同大小的光电阻器、感应器和电容器都可以改变光“电流”和光“电压”。恩西塔表示：“纳米棒的一部分既扮演感应器，又扮演电阻器，而空气间隙则扮演电容器。”

　　除了可通过改变制造纳米棒的维度和材料改变光子电路的功能外，改变光的方向也可改变上述“超电子”电路，而传统电子学则无法做到这一点。这是因为光有偏振，即在波中振动的电场，其在空间拥有确定的方位。在“超电子”电路中，电场与光子电路元件相互作用且被其改变，因此，改变电场的方位可以改变电路。

　　恩西塔团队正在为这类复杂的“超电子”学建立理论基础。他表示：“电子学的另一个成功因素同其模块化有关，我们能通过安排不同的电路元件制造出无数个电路，因此，我们也希望设计出更复杂的光学元件，以获得具有不同功能的光子电路。”【详情】

日本研发出光集成电路阵列助力长距离通信

　　日本产业技术综合研究所的纳米设备中心，在NEC协助下，研发成功了光变换器阵列，它可与光纤阵列直接耦合，将光设备发展提高到一个新阶段。

　　随着智能手机的普及以及网络视频等宽带业务的发展，网上数据通信量急增，使负责传输的大容量光纤通信网负荷加重。为了缓解这个矛盾，人们正在不断努力去提高光纤通信网络的传输速率，但随着光信号控制设备（节点）数量的增加，这些节点功耗越来越大，已引起人们关注。降低光信号控制设备（节点）的功耗，已成为人们争相研究的重点，这就是光IC诞生的基础。但是在光IC实用化中，研发出多信道的光IC设备，并能顺利实现同多根光纤进行光耦合是至关重要的。

　　在日本产业技术综合研究所纳米设备中心，不仅研发出了为长距离通信用的光变换器阵列，就是在比较短距离光互连网用的光变换器阵列，也在积极部署中。【详情】　　

石墨烯-硅光电混合芯片为超快芯片等应用开启大门

　　据物理学家组织网7月16日报道，美国哥伦比亚大学一项新研究证明石墨烯具有卓越的非线性光学性能，并据此开发出一种石墨烯-硅光电混合芯片。这种硅与石墨烯的结合，让人们离超低功耗光通信近了一步，让该技术在光互连以及低功率光子集成电路领域具有广泛的应用价值。

　　新器件所具备的非线性光学性能能改变系统参数（如透射比和波长转换）和输入功率水平。团队还发现，在这种由光驱动的混合芯片上存在电子和热响应，能发射出无线电信号，并可通过激光进行调制。在使用不同光学频率对无线电信号进行调制后，石墨烯-硅混合芯片能够产生完美的无线电谐振，且其所需功率比其他科学家用纯硅电路实现的低50倍。

　　哥伦比亚大学副教授詹姆斯·霍恩表示，目前石墨烯大面积、大批量的合成和生产已经成为了现实，为此类新型芯片的生产提供了基础。而物理和应用物理学教授飞利浦·金认为，此次的出色工作表明，当石墨烯与硅结合后是一种独特的光电材料，其具备的超快非线性光学调制性能，将为超快芯片、高速光通信等许多新颖的应用打开大门。【详情】　