让光线变得更弯,计算机内部传输速度有望提高千倍
科普小知识2022-10-29 17:56:16
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研究结果是由德克萨斯大学埃尔帕索分校(UTEP)和佛罗里达州中部大学(UCF)的研究人员联合获得的,最近发表在《光学快报》上。其研究背景是现代电路板遇到的性能瓶颈。电路板通过金属线在不同组件之间以电信号的形式传输数据。随着外围技术的快速发展,电子电路的传输速度日益成为计算的性能瓶颈。
结果,微芯片和计算机制造商开始关注更快的光信号。然而,由于电路板的密集和高度弯曲的布线,难以控制光束通过同时避免强度损失。
UCF的研究人员使用纳米尺度的3D打印技术,激光直写,以两倍于以前的弯曲率制作出微型网格,然后设法让光束通过这些网格,同时保持光强度不变。图中的塑料(环氧树脂)器件可以90度折射光线,但只有20微米(微米)。
这一成就意义重大。因为在过去,像光纤这样的传统波导可以控制光束的传输,但是它必须逐渐弯曲才能让光通过。如果曲率太大,光会逃逸,能量会损失。然而,目前的设备越来越小,没有空间来适应传统波导的逐渐弯曲。
目前的20微米装置打破了之前的弯曲光世界纪录(从45到90),下一步是将结果加倍(180)。如果这一成果能够实现,就意味着电缆密度可以达到电子线路板的电流水平,从而为光通信的超高速计算奠定基础。然而,这项技术要在消费品上商业化还需要一段时间,研究人员预计它可能会首先应用于高性能超级计算机。