據(jù)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(diào)制器,這或許意味著未來數(shù)據(jù)中心和超級計算機所使用的能源將得到大幅削減。
電光調(diào)制器在光纖網(wǎng)絡中起著關(guān)鍵作用。就像晶體管作為電信號的開關(guān)一樣,電光調(diào)制器可用作光信號的開關(guān)。光通信使用光,所以調(diào)制器用于打開和關(guān)閉在光纖中發(fā)送二進制信號流的光。
俄勒岡州立大學電子與計算機學院副教授王小龍在接受科技日報記者采訪時稱,此項技術(shù)的創(chuàng)新點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(jié)構(gòu)。微腔調(diào)制器可以把光場壓縮到很小的范圍,通過載流子富集形成很強的電光調(diào)制效應,從而在很小的區(qū)間內(nèi)實現(xiàn)很大的電光調(diào)制。
王小龍表示,新研制的電光調(diào)制器可極大降低光互聯(lián)器件的功耗。目前全球數(shù)據(jù)中心和超級計算機所使用的能源占據(jù)了全球電力使用量的4%—5%,數(shù)據(jù)中心的大部分功耗主要由互聯(lián)產(chǎn)生,通過光取代電來降低系統(tǒng)功耗是今后的研究方向。但光互聯(lián)研究的一個瓶頸在于電光轉(zhuǎn)換,電光轉(zhuǎn)換同樣需要消耗大量能源。
此項設計結(jié)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)建出一個更小的電光調(diào)制器。新調(diào)制器相比主流硅基微環(huán)電光調(diào)制器在尺寸上縮小了10倍,僅為一個細菌大?。?微米×0.6微米),有源區(qū)更是縮小到了0.06立方微米(僅僅是波長立方尺寸的2%),在理論上可將電光轉(zhuǎn)換的能耗降低2—3個數(shù)量級。