12月25日訊 根據(jù)最新一期光學(xué)學(xué)會(huì)open-access期刊刊登的一篇文章,克萊姆森大學(xué)的科學(xué)家第一次成功的將硅芯應(yīng)用到光纖上。
由John Ballato教授和光纖先驅(qū)Roger Stolen領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家小組能夠?qū)⑴c制造玻璃光纖相同的商業(yè)模式應(yīng)用到硅纖制造上,這種新的光纖將成為玻璃光纖專業(yè)應(yīng)用的替代產(chǎn)品。
這個(gè)進(jìn)步將最終提高電腦和其他光電集成設(shè)備的效率并減少它們的能源消耗。如今,電話、電視節(jié)目和互聯(lián)網(wǎng)的流量越來越多的由光纖作為載體。光纖的主要優(yōu)勢(shì)是具有更大的帶寬,這意味著更高的下載速度。硅纖的出現(xiàn)和商業(yè)化將為電訊和其他行業(yè)的節(jié)能設(shè)備發(fā)展提供機(jī)遇。
“從本質(zhì)上說,我們已經(jīng)將光電子學(xué)與光纖結(jié)合在一起,”Ballato說。 “在過去,我們需要一個(gè)結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生光并用另一個(gè)結(jié)構(gòu)來傳遞它。隨著硅纖的出現(xiàn),我們有能力極大地增強(qiáng)內(nèi)部構(gòu)造并把它們整合在一條光纖中。”
通常一條光纖有一個(gè)玻璃核心,在它的外層熔覆有微差的玻璃并加熱,直到它可以插入長(zhǎng)長(zhǎng)的金屬線中。這種方法很好,但對(duì)于光的某些波長(zhǎng)來說,一個(gè)由純晶體硅制造的核心,能更好的傳遞信號(hào),就像克萊姆森團(tuán)隊(duì)所作的那樣。
此外,晶體硅展示出某些非線性特性(其輸出與輸出不成正比)比傳統(tǒng)的石英玻璃大出很多數(shù)量級(jí)。這樣將可以放大光的信號(hào)或者切換光的波長(zhǎng)。硅纖的發(fā)展開辟了信號(hào)處理功能的新道路,之前通過電子或用單獨(dú)光學(xué)電路實(shí)現(xiàn)的功能可以直接在光纖內(nèi)部整合完成,從而可以開發(fā)出更簡(jiǎn)潔和更高效的系統(tǒng)。
此前也有一些類似的研究獲得成功,但克萊姆森版(與加州大學(xué)洛杉磯分校,諾斯羅普格魯門公司和艾爾邁拉學(xué)院合作)首個(gè)采用大規(guī)模生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),使其更接近于現(xiàn)實(shí)中的商業(yè)生產(chǎn)。
雖然目前長(zhǎng)波長(zhǎng)光波在硅纖中傳輸時(shí)的能量消耗量并不比其他光纖少,但Ballato表示到目前為止的工作是對(duì)概念的論證,他預(yù)計(jì)通過繼續(xù)優(yōu)化能使能源消耗明顯下降。(編輯:于占濤)