光束在不衰減的情況下實現了小角度轉彎
- 發佈時間:2015-03-23 01:29:18 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
科技日報北京3月22日電 (記者王小龍)一種類似蜂窩的塑膠材料不但能引導光束實現精確的小角度轉彎,還能在整個過程中保證光束的強度和完整性絲毫不受影響。由美國得克薩斯大學埃爾帕索分校(UTEP)和中佛羅裏達大學(UCF)兩校聯合開發出的這種技術有望進一步拉近高性能光學電腦,特別是小型光學計算設備和現實的距離。相關論文發表在最近出版的《光學快報》雜誌上。
通過光束代替電信號發送資訊,能夠讓數據的傳輸速度實現數千倍的提升。當傳統電路在尺寸和速度上的瓶頸日漸明顯的時候,越來越多的人將注意力轉向光學設備,看好光學電路未來的發展前景。但是,要實現對光束的精確控制卻是一個極富挑戰性的任務。
得克薩斯大學埃爾帕索分校電氣和電腦工程學教授雷蒙德·朗夫説,目前的電腦晶片和電路板基本上都通過金屬線來傳輸數據信號。要讓光束來替代金屬線路,面臨的一大挑戰就是如何讓光線在不發生衰減的情況下輕鬆實現轉彎。這也是中佛羅裏達大學科學家加入這項研究的原因。
中佛羅裏達大學副教授斯蒂芬·庫伯勒説,鐳射直寫——一種奈米3D列印技術有可能成為製造下一代電腦設備的一種重要手段。庫伯勒和他的學生們用這種技術製造出了這種蜂窩狀的微型晶格,並對其進行了測試。結果發現光束經過晶格轉彎後,能量沒有發生任何損失。該發現非常重要,因為要製造出更小、更快的電腦和攜帶型電子設備,工程師必須將光學超快數據傳輸設備放置在一個更小的空間當中。常規的光波導,如光學纖維,雖然也能通過轉彎來引導光束。但是轉彎必須是漸進的。如果轉彎轉的太快,光束就會發生逃逸和能量損失。為了實現小角度轉彎,研究團隊專門設計了這種塑膠設備,其中的晶格能夠引導光線完成轉彎而不損失能量。
兩個學校的研究人員所開發出的這種設備在光學領域創造了一項新紀錄。庫伯勒説,現在他的團隊正在努力製造出新的格子,讓光線實現更小角度的轉彎,讓這個紀錄實現翻番。
朗夫同時也是得克薩斯大學埃爾帕索分校電磁實驗室的負責人,他認為這種創新技術將首先在高性能超級電腦上獲得應用,隨後將逐步進入人們的日常生活當中。
左圖 蜂窩狀晶格和經由它發生轉彎的光束。
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