光學微處理器有朝一日可提供光速般的計算能力, 而新研究表明, 我們可以生產矽納米線, 從而選擇性地透射不同顏色的光. 在進一步開發後, 即可在具有全光學互聯的納米級工藝節點處, 構建封裝相應的電子元件. 許多科技愛好者們都知道, 與傳統的銅纜相比, 光纜可以提供更高的頻寬和速度. 光速被認為是任何類型運動的理論速度極限.
資料: 雷射矽晶片結構示意圖 (via)
此前, 研究人員已經嘗試過在微處理器上使用光學互聯, 但從未找到適合大規模生產的解決方案. 好消息是, 來自北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員們, 剛剛發表了一篇新論文.
其詳細介紹了矽納米線是如何用於 '選擇性地允許不同波長的光通過' 的, 而選擇性地開啟或關閉不同顏色的光通路, 是向著 '構建純光學微處理器' 邁出的重要一步.
由於在納米線內部產生了特製的形狀, 研究人員見證了一些神奇現象的發生. 光管的直徑採用了專有技術進行調製, 從而實現選擇性的光傳輸.
採用米氏散射理論計算的完美導電金屬球的 RCS 頻率函數 (圖自: Catslash / 維基百科)
為了將光導向納米線, 研究人員利用了 '米氏散射' (Mie Scattering) 的光學性質. 研究中一個有趣的發現是, 通過納米線的光的顏色, 換環境條件相當敏感.
對於具有原生光輸出的微型感測器, 它們有許多潛在的應用, 特別是在航空航天和國防領域. 然而小型化是阻礙光學處理器大規模生產的障礙之一.
當前的微處理器可以封裝數十億個晶體管, 尺度已經減小到了10nm以下. 而傳統上的光學元件還停留在微米級的工藝範疇, 因為它要防止晶片上元件密度過高可能面臨的各種潛在問題.
