[圖]全光光纖問(wèn)世，打開(kāi)信息傳輸技術(shù)的自由大門(mén)

    據(jù)physorg網(wǎng)站2006年11月1日?qǐng)?bào)道，標(biāo)準(zhǔn)光纖一般是由純度和柔韌性極高的玻璃制成。上千條光纖被捆扎在一起，并用保護(hù)層包裹起來(lái)。但光纖只是傳輸光的通道。為了對(duì)光波所攜帶的信息進(jìn)行調(diào)整，光子先得轉(zhuǎn)化為電子，并通過(guò)昂貴的半導(dǎo)體部件組來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和控制。多年來(lái)，這個(gè)問(wèn)題一直困擾著電信產(chǎn)業(yè)。

    賓夕法尼亞州的巴丁及其同事，以及英國(guó)南安普敦大學(xué)光電子學(xué)研究中心的高級(jí)研究員皮爾·薩日奧公開(kāi)表示，他們對(duì)所謂的“光－電－光”（OEO）問(wèn)題的解決方案是使用全光光纖（OOO）。他們此項(xiàng)研究取得的突破包括：將半導(dǎo)體材料嵌入光纖的技術(shù)，實(shí)質(zhì)上就是將轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)部件嵌入只有魚(yú)線厚度的柔軟玻璃管內(nèi)。這項(xiàng)技術(shù)可能使電信發(fā)生徹底的變革，假以時(shí)日可能實(shí)現(xiàn)光學(xué)計(jì)算。光學(xué)計(jì)算可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與光纖間的直間連接，無(wú)需經(jīng)過(guò)電子處理。以前有許多工程師認(rèn)為，由于光的速太快，光學(xué)計(jì)算只是一種幻想。

    巴丁在談到如何開(kāi)始從事這項(xiàng)研究工作時(shí)稱(chēng)，“我是在南安普敦度假時(shí)開(kāi)始這項(xiàng)工作的。在參加一些聚會(huì)時(shí)，我遇見(jiàn)了皮爾·薩日奧，我們很合得來(lái)。一天，他在閱讀一篇科學(xué)文章時(shí)對(duì)我說(shuō)‘喂，如果我們能將部件嵌入到這些管子里，那真是太酷了?！?，我們開(kāi)始思考如何能做到這一點(diǎn)。2003年，我回到賓夕法尼亞州，我和皮爾計(jì)算出了怎樣將部件嵌入這些管子的方法。”

    研究人員發(fā)現(xiàn)，在一千倍大氣壓力和溫度達(dá)攝氏500度的環(huán)境中，通過(guò)使用化學(xué)蒸鍍可以將鍺和其他半導(dǎo)體材料存放在光纖內(nèi)。通過(guò)這種方法，他們可以為一段光纖制作一件涂層制服?！八旧峡梢哉f(shuō)是材料學(xué)、化學(xué)和物理學(xué)方面的一次進(jìn)步?！卑投〗忉尩溃皩?duì)人們來(lái)說(shuō)，最令人興奮的是應(yīng)用，但所有工作都得從材料開(kāi)始。從材料科學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看，它是試著將微米和納米部件嵌入光纖內(nèi)，這是史無(wú)前例的。很明顯，它的創(chuàng)新是一股力量。許多現(xiàn)有的技術(shù)為人們所熟知，但這項(xiàng)技術(shù)引起一點(diǎn)轟動(dòng)的原因在于以前根本沒(méi)有人聽(tīng)說(shuō)過(guò)這樣的事。我們會(huì)設(shè)法在一段幾厘米長(zhǎng)度的光纖上蓋滿很長(zhǎng)的極端高厚徑比的直徑為5微米到100納米的毛細(xì)管狀部件。經(jīng)過(guò)計(jì)算，我們已找到一種方法，這種方法可以使前驅(qū)波在這些2微米寬的孔中進(jìn)行流動(dòng)，并以每秒幾十納米的速度將鍺半導(dǎo)體嵌入孔壁，直到基本上蓋滿這些孔。人們對(duì)這么小的孔感到驚奇。最后，這些孔的大小在封閉時(shí)可能不到10納米，這基本上可以說(shuō)是制造一段金屬線。因此，技術(shù)的完美非常令人贊嘆。”

    他們的工作得到了廣泛關(guān)注

    正是在這種情況下，古帕蘭與他的賓夕法尼亞州同事，物理學(xué)副教授文森特·克拉斯皮也加入研究的行列。通過(guò)他們間的相互合作以及和南安普敦小組之間的合作，他們于2006年3月在《科學(xué)》期刊發(fā)表了一篇題為“微觀結(jié)構(gòu)光纖象高壓微流控反應(yīng)堆”的論文，該論文引起了光子學(xué)界的廣泛關(guān)注。

    利哈伊大學(xué)的光學(xué)技術(shù)中心的光學(xué)功能小組組長(zhǎng)，約翰·圖盧茲教授就論文的重要性談了他的看法：“雖然這個(gè)任務(wù)看起來(lái)簡(jiǎn)單，但光子晶體光纖（PCF）內(nèi)孔的大小甚至連氣體都很難通過(guò)。因此，巴丁教授開(kāi)發(fā)的可以將半導(dǎo)體材料和金屬嵌入光子晶體光纖孔的技術(shù)是一項(xiàng)顯著的實(shí)驗(yàn)成就。這項(xiàng)技術(shù)為光纖技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)辟了一個(gè)全新的應(yīng)用領(lǐng)域。尤其重要的是，這項(xiàng)技術(shù)可以在同一個(gè)光纖設(shè)備中將光子和電子功能進(jìn)行合并。因?yàn)榇隧?xiàng)技術(shù)意義重大，所以巴丁教授的工作最近受到許多關(guān)注理所應(yīng)當(dāng)?！?/P>

    從事材料物性表征和電子顯微鏡研究工作的古帕蘭稱(chēng)，“發(fā)表在《科學(xué)》上的論文涵蓋了我們所做的許多工作。這篇論文包含了3到4篇論文的內(nèi)容，它是3年工作的結(jié)晶。它非常的簡(jiǎn)潔?！?/P>

    巴丁同意這一說(shuō)法，“我們想確保它涵蓋我們所做的每件事。隨同皮爾一起，萬(wàn)卡特?fù)?dān)負(fù)著幫助構(gòu)思設(shè)備概念的任務(wù)。在如此短的時(shí)間內(nèi)，構(gòu)思出了那么多的概念，我們當(dāng)時(shí)都快瘋了。我們必須從中篩選出最好的構(gòu)思。倒不是說(shuō)概念是瘋狂的?！卑投?qiáng)調(diào)稱(chēng)，“他們是很瘋狂，但瘋狂得有道理，瘋狂得偉大?！惫排撂m同意巴丁的說(shuō)法，“那是我興奮的原因，他們是瘋狂的，因?yàn)楦緵](méi)有人想到過(guò)他們?！卑投》Q(chēng)，“讓我們帶你去看看實(shí)驗(yàn)室?！?/P>