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芯片上低能耗超快微納全光交換

“極端光學(xué)研究創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”胡小永教授和龔旗煌院士在微納全光交換器件的研究中取得新進(jìn)展。芯片上全光交換能夠?qū)⑷我庖粋€(gè)輸入波導(dǎo)中的信號(hào)光切換到任意一個(gè)輸出波導(dǎo),是實(shí)現(xiàn)超高速超寬帶信息處理芯片和光計(jì)算的最核心器件之一,其實(shí)用化要求的重要指標(biāo)是:超低能耗、超快響應(yīng)、片上觸發(fā)、多波長(zhǎng)(或?qū)拵?操作。實(shí)現(xiàn)機(jī)理是利用三階非線性光學(xué)Kerr效應(yīng),即信號(hào)光(或控制光)誘導(dǎo)折射率改變。一方面,由于通常的半導(dǎo)體材料和有機(jī)聚合物材料的三階非線性光學(xué)系數(shù)相對(duì)較小,單純依靠硅基光子學(xué)和有機(jī)光子學(xué)很難實(shí)現(xiàn)片上低能耗超快全光交換;另一方面,由于貴金屬材料內(nèi)在的歐姆損耗導(dǎo)致表面等離激元較大的傳輸損耗,單純利用表面等離激元很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模片上超快光交換陣列。因此,目前國(guó)際上在該領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)研究中存在的難題是,難以在集成光子回路中實(shí)現(xiàn)超低能耗、超快響應(yīng)、片上觸發(fā)、多波長(zhǎng)操作的全光交換。

發(fā)表于:9/5/2016