美國波士頓大學(xué)科學(xué)家首次開發(fā)出能在可見光波段內(nèi)操作的納米無線光學(xué)通訊系統(tǒng)，更短波長的可見光將大大縮小計算機芯片的尺寸。新系統(tǒng)的核心技術(shù)是一種納米天線，能讓光子成群移動并高精控制光子與表面等離子體間的相互轉(zhuǎn)換。相關(guān)論文發(fā)表在《自然—科學(xué)報告》上。

據(jù)IEEE《光譜學(xué)》雜志網(wǎng)站報道，此前沿單一通道同時收集和發(fā)射電磁波是極大挑戰(zhàn)，大多受限于近紅外線波長范圍內(nèi)，而新納米天線克服了這一障礙，讓光子沿著單一通道成群移動，讓通過一條單線排列的光子雙向傳輸信息成為可能。

領(lǐng)導(dǎo)這一研究的波士頓大學(xué)教授邁克爾·勞頓表示，新系統(tǒng)中納米等離子天線之間能通過光子相互通訊，兩個天線間的信息傳輸能耗降低了50％，大大提高了無線通訊效率，這對建筑節(jié)能是一大利好。

新納米天線數(shù)據(jù)傳輸速度比等離子體波導(dǎo)技術(shù)快60％，比等離子體納米波導(dǎo)也快了近50％，速度如此之快歸功于其內(nèi)關(guān)鍵設(shè)計——空氣間隙（氣隙）。研究人員通過移走材料內(nèi)的少量玻璃基底，在光波和金屬表面間制造出一個很小的氣隙，這個氣隙能降低材料對移動中光子的破壞性拉拽。他們還能通過加寬或變窄氣隙的方法來調(diào)節(jié)天線的性能。

研究人員已經(jīng)證明新納米系統(tǒng)在性能上完全超越硅基光學(xué)波導(dǎo)技術(shù)。硅基光學(xué)波導(dǎo)內(nèi)的光散射會降低數(shù)據(jù)傳輸速度，而納米天線內(nèi)不僅光子能保持光速傳播，表面等離子體也能以接近90％到95％的光速傳播。“我們的新系統(tǒng)將成為制造更快硅基光學(xué)電器和更高效通訊設(shè)備的有力工具。”參與研究的博士后朱安·梅洛說。

總編輯圈點

以前，納米天線都是硅基的，此次是一個突破。無論最終證明哪種材料更合適，我們都會得到更緊湊和高效的通信電路。手機打一陣就發(fā)燙將成為歷史。而當(dāng)天線的瓶頸突破后，不發(fā)熱的光芯片也將隨著納米光器件的成熟走上前臺。