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史上首次!芯片上的光學納米天線實現了高比特率傳輸

2017-08-15 來源:DeepTech深科技 作者:楊鈺瑩 字號:

天線是用于接收和輻射電磁場的工具,應用十分廣泛,在光學波段可以利用光學天線在納米尺度對光進行調控。

為了實現信息的超快速傳輸,澳大利亞國立大學(ANU)的一個研究團隊率先在光波導上嵌入光學納米天線。在這里,納米天線的金納米棒充當饋電元件的角色,相當于無線電波中的天線;光波導則相當于無線電波中的電纜,可以接收由天線檢測到的電磁波。

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納米光學天線與傳統天線相比,首先在維度上是最小尺度,可以達到亞微米級。這樣的納米天線有助于在硅芯片上實現光子元件的高密度集成。澳大利亞國立大學的教授Dragomir Neshev 說:“我們所展示的這樣一個亞微米級別的天線,可以在波導中對不同的信息流進行分類和分流。在用于交流連接的相干接收器中執行這樣一個操作是十分重要的。”

值得注意的是,這種嵌入光學納米天線波導的基礎與八木天線有點類似,它只能在一個方向發射或者收集無線電波。基于這樣一個事實,Neshev補充說:“我們設計的天線可以有效地將水平和垂直方向上的偏振進行整合”。

事實上,納米光學天線是基于表面等離子共振的光子器件。在等離子體激元中,金屬表面電子受到入射光激發,并以等離子波形式開始移動穿過金屬表面。這些等離子共振波長要遠小于最短的光波,從而使得器件的尺寸要比本身依賴光的器件要小。基于這樣一個工作原理,光子已取代電子,并創建了光子集成電路。

但是,整個設備結構是仍需改進的。Neshev說:“這個結構需要使互補金屬氧化物半導體(CMSO)兼容。目前使用的金屬需要用另一種金屬如鋁替代以與CMSO兼容”。

研究人員也表示,在此設備商業化之前,還需要更多的工程設計以提高其設備信息的傳輸效率。

參考:

http://spectrum.ieee.org/nanoclast/semiconductors/devices/for-first-time-on-chip-nanoantennas-enable-highbit-rate-transmission
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