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美開(kāi)發(fā)出超快納米級(jí)發(fā)光二極管

發(fā)布時(shí)間:2011-11-23

產(chǎn)品特性:
  • 以每秒100億比特的速度傳輸數(shù)據(jù)
  • 并比當(dāng)前以激光為基礎(chǔ)的系統(tǒng)裝置能耗更低
應(yīng)用范圍:
  • 應(yīng)用于下一代光學(xué)系統(tǒng)
  • 應(yīng)用于能源開(kāi)發(fā)

據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)報(bào)道,斯坦福大學(xué)工程學(xué)院的研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種超快的納米級(jí)發(fā)光二極管(LED),能夠以每秒100億比特的速度傳輸數(shù)據(jù),并比當(dāng)前以激光為基礎(chǔ)的系統(tǒng)裝置能耗更低。研究人員表示,這是為芯片上的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)傳輸提供超快、低能耗光源的重要步驟。相關(guān)研究報(bào)告發(fā)表在15日出版的《自然·通訊》雜志上。

科研人員表示,低能耗的電控光源是下一代光學(xué)系統(tǒng)的關(guān)鍵,這能夠迎合計(jì)算機(jī)行業(yè)日益增長(zhǎng)的能源需求。傳統(tǒng)上,工程師認(rèn)為只有激光才能以極高的數(shù)據(jù)傳輸速率和超低能耗進(jìn)行通訊。而此次研發(fā)的單一模式LED能發(fā)射單一波長(zhǎng)的光,與激光十分相似,能像激光一樣執(zhí)行相同任務(wù),且消耗的能量更低。

研究人員在新裝置的中心,插入了若干座砷化銦“小島”。當(dāng)電脈沖通過(guò)時(shí),它們能產(chǎn)生光。這些“小島”的周圍包裹著光子晶體(在半導(dǎo)體上蝕刻的微孔陣列),能像鏡子一般將光線彈射聚集至裝置的中央,使它們囚禁于LED內(nèi),并被迫按單一頻率產(chǎn)生共鳴,從而形成單模光。

現(xiàn)有設(shè)備基本是由激光發(fā)光器與外部調(diào)制器兩個(gè)裝置構(gòu)成。兩種裝置都需要消耗電力,而新款二極管將發(fā)光器和調(diào)制器的功能整合到一個(gè)裝置內(nèi),大大降低了耗能量??茖W(xué)家表示,新款設(shè)備可達(dá)到目前最高效設(shè)備能源效率的2000倍至4000倍。平均而言,新款LED裝置能以每比特0.25飛焦(10-15焦耳)的耗能量傳輸數(shù)據(jù),而當(dāng)下典型的低能耗激光設(shè)備也需要消耗500飛焦來(lái)傳輸單個(gè)比特,其他技術(shù)則耗能更多。
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