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美国科学家成功制造了新型芯片级激光隔离器,可用于半导体领域

【蜂耘网  激光光学】激光是一种变革性的设备,但一项技术挑战阻碍了它们的发展。它们发出的光会反射回激光器本身,使激光器不稳定甚至失效。在现实世界中,这一挑战可以使用拥有磁性阻挡特性的大型设备解决。然而,在芯片这种规模上,工程师们希望激光有朝一日能改变计算机电路,但事实证明,有效的芯片级隔离器是难以实现的。     

 

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在这样的背景下,美国的研究人员表示,他们已经创造了一种简单有效的芯片级隔离器,可以放置在一层比一张纸薄数百倍的半导体材料中芯片级隔离是光子学面临的巨大挑战之一美国某大学电气工程教授说,她121日发表在《自然光子学》杂志上的这项研究的高级作者。

 

每一台激光器都需要一个隔离器,以防止背反射激光进入激光器并破坏激光器的稳定他补充道,该设备对日常计算有极大的影响,也一定会影响下一代技术,比如量子计算而纳米级隔离器很有前途,原因有几个。首先,这种隔离器是被动的。它不需要外部输入、复杂的电子设备或磁性技术挑战,这些都阻碍了芯片级激光器的发展。这些额外的机制产生了过于笨重的设备,并且可能会导致电干扰,从而损害芯片上的其他组件。另一个优点是,新的隔离器也由常见的和众所周知的半导体基材料制成,可以使用现有的半导体加工技术制造,从而有可能简化其大规模生产的道路     

 

其实新隔离器的形状像一个环。它由氮化硅制成,氮化硅是一种基于最常用的半导体硅的材料。强大的主激光束进入环,光子开始沿顺时针方向围绕环旋转。同时,一束反向反射的光束将以相反的方向返回到环中,以逆时针方向旋转     

 

另一位共同作者表示我们注入的激光能量循环了很多次,这使我们能够在环内积累能量。这种不断增加的能量改变了较弱的光束,而较强的光束继续不受影响。而且只有反射光,被有效地抵消了。然后,主激光器离开环,并沿所需方向隔离  

   

科学家们已经建立了一个原型作为概念证明,并能够将两个环形隔离器串联起来,以实现更好的性能下一步包括研究不同频率光的隔离器,以及在芯片规模上更紧密地集成组件,以探索隔离器的其他用途并提高性能科学家们解释说。

 

 

(蜂耘激光光学网   责任编辑:行云)

2022-12-09 10:44

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来源: 中国机器人网
激光是一种变革性的设备,但一项技术挑战阻碍了它们的发展。它们发出的光会反射回激光器本身,使激光器不稳定甚至失效。在现实世界中,这一挑战可以使用拥有磁性阻挡特性的大型设备解决。然而,在芯片这种规模上,工程师们希望激光有朝一日能改变计算机电路,但事实证明,有效的芯片级隔离器是难以实现的。

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