光学领域新纪录:小角度精确转弯

2015-03-23 admin1

 

    一种类似蜂窝的塑料材料不但能引导光束实现精确的小角度转弯,还能在整个过程中保证光束的强度和完整性丝毫不受影响。由美国得克萨斯大学埃尔帕索分校(UTEP)和中佛罗里达大学(UCF)两校联合开发出的这种技术有望进一步拉近高性能光学计算机,特别是小型光学计算设备和现实的距离。相关论文发表在最近出版的《光学快报》杂志上。

  通过光束代替电信号发送信息,能够让数据的传输速度实现数千倍的提升。当传统电路在尺寸和速度上的瓶颈日渐明显的时候,越来越多的人将注意力转向光学设备,看好光学电路未来的发展前景。但是,要实现对光束的精确控制却是一个极富挑战性的任务。

  得克萨斯大学埃尔帕索分校电气和计算机工程学教授雷蒙德·朗夫说,目前的计算机芯片和电路板基本上都通过金属线来传输数据信号。要让光束来替代金属线路,面临的一大挑战就是如何让光线在不发生衰减的情况下轻松实现转弯。这也是中佛罗里达大学科学家加入这项研究的原因。

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左蜂窝状晶格和经由它发生转弯的光束

  中佛罗里达大学副教授斯蒂芬·库伯勒说,激光直写——一种纳米3D打印技术有可能成为制造下一代计算机设备的一种重要手段。库伯勒和他的学生们用这种技术制造出了这种蜂窝状的微型晶格,并对其进行了测试。结果发现光束经过晶格转弯后,能量没有发生任何损失。该发现非常重要,因为要制造出更小、更快的计算机和便携式电子设备,工程师必须将光学超快数据传输设备放置在一个更小的空间当中。常规的光波导,如光学纤维,虽然也能通过转弯来引导光束。但是转弯必须是渐进的。如果转弯转的太快,光束就会发生逃逸和能量损失。为了实现小角度转弯,研究团队专门设计了这种塑料设备,其中的晶格能够引导光线完成转弯而不损失能量。

  两个学校的研究人员所开发出的这种设备在光学领域创造了一项新纪录。库伯勒说,现在他的团队正在努力制造出新的格子,让光线实现更小角度的转弯,让这个纪录实现翻番。

  朗夫同时也是得克萨斯大学埃尔帕索分校电磁实验室的负责人,他认为这种创新技术将首先在高性能超级计算机上获得应用,随后将逐步进入人们的日常生活当中。

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