開(kāi)啟全光通訊大門(mén) 美國(guó)康耐爾大學(xué)宣布成功研制出一種超前的全光開(kāi)關(guān)

通常，信號(hào)在光纖上是以光的速度在傳輸，不過(guò)，從總體上來(lái)說(shuō)，光通訊的速度比光速慢許多，這是因?yàn)槟壳暗墓饩W(wǎng)絡(luò)還不是真正的全光網(wǎng)絡(luò)，存在大量電子部件和電路，光信號(hào)需要多次的轉(zhuǎn)換、交換、路由才能到達(dá)目的地?？茖W(xué)家們?yōu)榇艘恢迸Φ貙ふ倚碌募夹g(shù)，并已經(jīng)研制出新的方法來(lái)對(duì)光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行提速，他們使用一個(gè)第二光束來(lái)交換一個(gè)承載信息的光束，不過(guò)用來(lái)交換的這些器件不是顯得價(jià)格太昂貴就是尺寸過(guò)大（相比如今的計(jì)算機(jī)芯片而言）。美國(guó)康耐爾大學(xué)的研究人員日前宣布已經(jīng)成功研制出一種超前的全光開(kāi)關(guān)技術(shù)解決了上述難題，這種光開(kāi)關(guān)采用硅材料制作，價(jià)格便宜且尺寸比現(xiàn)有計(jì)算機(jī)芯片小數(shù)千倍。

“我們已經(jīng)演示了一款器件，它可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)低功率光束與另外一條光束的接通和切斷，” 康耐爾大學(xué)的助理教授Michal Lipson女士如是說(shuō)。他們研制的全光開(kāi)關(guān)的切換速度是450皮秒（ps），這樣的速度比現(xiàn)有的硅電機(jī)（electromechanical）光開(kāi)關(guān)要快70倍，Lipson表示這種全光開(kāi)關(guān)仍有潛力將切換速度提升到數(shù)皮秒級(jí)。一皮秒相當(dāng)于萬(wàn)億分之一秒，打個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋扔?，相?dāng)于一秒要走31,709年的片刻。

這種器件最首要的應(yīng)用領(lǐng)域是在光通訊網(wǎng)絡(luò)里為信號(hào)提供路由。在當(dāng)前的光網(wǎng)絡(luò)里，光信號(hào)必須轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)才能被傳統(tǒng)的電子芯片處理，再次傳輸時(shí)又需要轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，這個(gè)過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)是很慢的過(guò)程。而一個(gè)全光開(kāi)關(guān)則消除了對(duì)光電光轉(zhuǎn)換的需求，大大提高系統(tǒng)的處理傳輸速度。Lipson還補(bǔ)充道，業(yè)界中其他的硅全光開(kāi)關(guān)原型不是尺寸太大就是需要高功率激光，仍有許多缺點(diǎn)需要克服。

該小組研制的環(huán)行諧振腔開(kāi)關(guān)長(zhǎng)度只有20微米，只需25個(gè)皮焦耳(picojoule)的能量，這使它非常適合用在光芯片中。一皮焦耳相當(dāng)于萬(wàn)億分之一焦耳，或者說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)紫外光子能量的一千倍?？的蜖柎髮W(xué)的全光開(kāi)關(guān)包含了一個(gè)直形波導(dǎo)，或波長(zhǎng)通道，與一個(gè)圓行波導(dǎo)相連，或者說(shuō)是環(huán)行諧振腔，兩個(gè)波導(dǎo)寬度都只有450nm。該大學(xué)的研究人員稱(chēng)，新型光開(kāi)關(guān)的問(wèn)世將加速全光通訊網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的步伐，使未來(lái)的人們享受到更多難以想象的服務(wù)和生活。

-----------------------光纖新聞網(wǎng)