光学微处理器有朝一日可提供光速般的计算能力, 而新研究表明, 我们可以生产硅纳米线, 从而选择性地透射不同颜色的光. 在进一步开发后, 即可在具有全光学互联的纳米级工艺节点处, 构建封装相应的电子元件. 许多科技爱好者们都知道, 与传统的铜缆相比, 光缆可以提供更高的带宽和速度. 光速被认为是任何类型运动的理论速度极限.
资料: 激光硅芯片结构示意图 (via)
此前, 研究人员已经尝试过在微处理器上使用光学互联, 但从未找到适合大规模生产的解决方案. 好消息是, 来自北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员们, 刚刚发表了一篇新论文.
其详细介绍了硅纳米线是如何用于 '选择性地允许不同波长的光通过' 的, 而选择性地打开或关闭不同颜色的光通路, 是向着 '构建纯光学微处理器' 迈出的重要一步.
由于在纳米线内部产生了特制的形状, 研究人员见证了一些神奇现象的发生. 光管的直径采用了专有技术进行调制, 从而实现选择性的光传输.
采用米氏散射理论计算的完美导电金属球的 RCS 频率函数 (图自: Catslash / 维基百科)
为了将光导向纳米线, 研究人员利用了 '米氏散射' (Mie Scattering) 的光学性质. 研究中一个有趣的发现是, 通过纳米线的光的颜色, 换环境条件相当敏感.
对于具有原生光输出的微型传感器, 它们有许多潜在的应用, 特别是在航空航天和国防领域. 然而小型化是阻碍光学处理器大规模生产的障碍之一.
当前的微处理器可以封装数十亿个晶体管, 尺度已经减小到了10nm以下. 而传统上的光学元件还停留在微米级的工艺范畴, 因为它要防止芯片上元件密度过高可能面临的各种潜在问题.
