科学家首次在硅基芯片上实现操控光波和光子信息

科学家首次在硅基芯片上实现操控光波和光子信息，并维持了它们的整体波形。目前因为大多数通信基础设施仍依赖于基于硅的设备来传播和接收信息，这标志着通信基础设施将大幅提升传输速度。在现代通信技术中，保持洲际光纤中的信息完整性是至关重要的。 V]GF
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从理论上说，这需要在光纤的收发端对硅基芯片中的光进行操作，以此确保那些“光子信息包”的波形在传送中不会被破坏。多年以来，科学家们一直在为这个目标努力，现在终于有了新的成果。 bWSc&/9y  
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而近日，悉尼大学纳米研究所和新加坡科技大学设计学院合作，首次通过操控一块硅基芯片上的光波成功地维持了它们的整体波形，这类特殊的波名为“孤子”。 z>\l%_w  
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其实在20年前，科学家们就首次在光纤中观察到了这种“孤子”，并被命名为“布拉格孤子”。但是当时并没有在硅基材料上进行试验，因为当时的硅基材料并不具备传播“孤子”的条件。 q"6$#o{~U  
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现在，研究小组在新加坡建造了一种基于超富硅氮化物（USRN）的装置，并为它配置了悉尼纳米公司(Sydney Nano)最先进的光学工具，最终，这台装置成功证明了硅基芯片上的布拉格孤子的形成和裂变过程。研究人员将这一发现归功于联合使用了USRN和布拉格光栅器件。后者是一种经过轻微修改的硅材料，能产生所谓的“布拉格光栅”，它加工起来十分方便。 hlZ{bO'f  
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同时布拉格光栅器件的硅基特性也确保了与互补金属氧化物半导体（CMOS）工艺的兼容性。可靠地启动孤子压缩和裂变的能力，并允许用比以前所要求的更长的脉冲产生超快现象。而且芯片规模的小型化也提高了光信号处理的速度。 FJ4,|x3v[x  
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相关链接：https://doi.org/10.1002/lpor.201900114