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首创:可见光波长的纳米级无线通信

来源:

作者:Dexter Johnson

发表于:2016年8月26日

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拍摄者:Juan M. Merlo/波士顿大学

图示的腔内发生了从表面等离子体到光子再回到表面等离子体的三步转化过程。


         目前,计算机芯片上的无线光通信工作于近红外波段。但是如果可见光能被用于片上光通信,这些芯片的尺寸将显著的缩小,因为这个波段的波长要小得多。

       近日,波士顿大学的研究者研制了一种纳米级无线通信系统,实现了这个想法。这个技术的关键,据《科学报告》(《自然》杂志子刊)描述,是能收集光子并能完成将它们与表面等离子体可逆转换的具有高控制度的天线。

       表面等离子体是光子撞击金属表面时电子密度发生的振荡。应用这个物理现象的领域被称为等离子体光电子学。

      这种新的纳米天线并非首开先河。但它代表了波士顿大学研究者给该领域带来的新视角:将光子聚集到单一路径的能力,使平面通信(in-plane communication)成为可能。它的要点是发生在单一线路的光子双向传输。之前,我们很难在单一线路中确保电磁波的发射与采集能够相互对应。克服这一障碍是在片上系统实现高速通信非常关键的一步。

   [url=]“[/url]我们研制出了一种通过收发光学光子进行通信的等离子体天线,”这项研究的领导者、波士顿大学的教授Michael J.Naughton在一次新闻发布会中说道,“和同类型的其他构造相比,效率有了显著的提升,相邻天线之间的能量损耗减少了50%。”

     研究人员声称他们开发的这个设备在数据传输方面比以前的等离子体波导技术快60%,比等离子体纳米线波导快50%。

     让这个设备如此之快的关键之一是在波和设备金属表面之间引入一个小的空气间隙。研究人员通过移除玻璃基板上的一小块创造这个空气间隙,研究人员可以通过增大或缩小空气间隙来实现调频。

     研究人员已经表明这种设备比目前支持片上光传输的硅基光波导要出色,主要是因为数据传输不会因波导中的色散而减慢。相反,表面等离子体以90%到95%的光速传播而光子以光速传播。

     启动这个项目的博士后研究员JuanM. Merlo补充道:“硅基光学技术已经存在很多年了。我们正在研发一更加高速的硅光子器件,用它大幅度提升通信速率。”


翻译:马卉校审:赵昌昊
原文链接:http://spectrum.ieee.org/nanocla ... gths-for-first-time

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