科技日報紐約1月23日電,據最新一期《納米快報》報道,美國研究人員設計并制造出了目前世界上最小的電光調制器,這或許意味著(zhù)未來(lái)數據中心和超級計算機所使用的能源將得到大幅削減。
電光調制器在光纖網(wǎng)絡(luò )中起著(zhù)關(guān)鍵作用。就像晶體管作為電信號的開(kāi)關(guān)一樣,電光調制器可用作光信號的開(kāi)關(guān)。光通信使用光,所以調制器用于打開(kāi)和關(guān)閉在光纖中發(fā)送二進(jìn)制信號流的光。
俄勒岡州立大學(xué)電子與計算機學(xué)院副教授王小龍在接受科技日報記者采訪(fǎng)時(shí)稱(chēng),此項技術(shù)的創(chuàng )新點(diǎn)是在光子晶體的微腔里集成了透明氧化物—硅基MOS(金屬氧化物半導體)結構。微腔調制器可以把光場(chǎng)壓縮到很小的范圍,通過(guò)載流子富集形成很強的電光調制效應,從而在很小的區間內實(shí)現很大的電光調制。
王小龍表示,新研制的電光調制器可極大降低光互聯(lián)器件的功耗。目前全球數據中心和超級計算機所使用的能源占據了全球電力使用量的4%—5%,數據中心的大部分功耗主要由互聯(lián)產(chǎn)生,通過(guò)光取代電來(lái)降低系統功耗是今后的研究方向。但光互聯(lián)研究的一個(gè)瓶頸在于電光轉換,電光轉換同樣需要消耗大量能源。
此項設計結合了材料和器件的創(chuàng )新,增強電子和光子之間的相互作用,從而使研究人員能夠創(chuàng )建出一個(gè)更小的電光調制器。新調制器相比主流硅基微環(huán)電光調制器在尺寸上縮小了10倍,僅為一個(gè)細菌大?。?微米×0.6微米),有源區更是縮小到了0.06立方微米(僅僅是波長(cháng)立方尺寸的2%),在理論上可將電光轉換的能耗降低2—3個(gè)數量級。