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科学家发现光能穿过金属 有助科学家开发更高效的光学芯片

来源： 最后更新：22-11-03 10:07:43

网讯，近日，科学家又有了新的发现，而且该发现还对芯片开发有重要的价值意义。即美国哥伦比亚大学科学家发现光能穿过金属，这样的发现将有助科学家开发更高效的光学芯片。那么，什么是光学芯片呢？光学芯片有什么作用？下面我们一起来了解。

科学家发现光能穿过金属

科学发现

金属具有良好的导电和导热性能。通常，人们认为光线无法穿过金属。然而近日，由美国哥伦比亚大学科学家领导的一个研究团队挑战了人们对传统金属的认知。该团队的一项新研究描述了一种能够导光的金属。该研究能够帮助科学家开发出更高效的光学芯片。相关研究已发表在近期的《科学进展》杂志上。

光学芯片：

研究人员将磷化铟的发光属性和硅的光路由能力整合到单一混合芯片中。当给磷化铟施加电压的时候，光进入硅片的波导，产生持续的激光束，这种激光束可驱动其他的硅光子器件。这种基于硅片的激光技术可使光子学更广泛地应用于计算机中，因为采用大规模硅基制造技术能够大幅度降低成本。 英特尔认为，尽管该技术离商品化仍有很长距离，但相信未来数十个、甚至数百个混合硅激光器会和其它硅光子学部件一起，被集成到单一硅基芯片上去。这是开始低成本大批量生产高集成度硅光子芯片的标志。

光子芯片采用光波（电磁波）来作为信息传输或数据运算的载体，一般依托于集成光学或硅基光电子学中介质光波导来传输导模光信号，将光信号和电信号的调制、传输、解调等集成在同一块衬底或芯片上。

科学研究

随着集成电路的不断发展，传统的电子集成电路在带宽与能耗等方面逐渐接近极限。随着电子电路集成度的不断提高，金属导线变得越来越细，导线之间的间距不断缩小，这一方面使得导线的电阻和其欧姆损耗不断增大，使得系统能耗不断增加；另一方面会造成金属导线间的电容增大，引起导线之间的串扰加大，进而影响芯片的高频性能 。

电子集成芯片采用电流信号来作为信息的载体，而光子芯片则采用频率更高的光波来作为信息载体。相比于电子集成电路或电互联技术，光子集成电路与光互连展现出了更低的传输损耗 、更宽的传输带宽、更小的时间延迟、以及更强的抗电磁干扰能力。 此外，光互联还可以通过使用多种复用方式（例如波分复用WDM、模分互用MDM等）来提高传输媒质内的通信容量。 因此，建立在集成光路基础上的片上光互联被认为是一种极具潜力的技术用以克服电子传输所带来的瓶颈问题。

高速数据处理和传输构成了现代计算系统的两大支柱，而光子芯片将信息和传输和计算提供一个重要的连接平台，可以大幅降低信息连接所需的成本、复杂性和功率损耗 。随着硅基光电子学和半导体加工技术的不断发展，光子和电子混合集成的光电子芯片还可以进一步的提升器件性能并降低成本，以满足不断增长的高带宽互连的需要 。

光电芯片与普通芯片的差别为：应用不同、原理不同、效果不同

芯片

一、应用不同

1、光电芯片：光电芯片主要应用于通信行业，是通信设备系统里不可或缺的一部分。

2、普通芯片：普通芯片主要应用于半导体行业，比如CPU、存储、闪存等。

二、原理不同

1、光电芯片：光电芯片运用的是半导体发光技术，产生持续的激光束，驱动其他的硅光子器件。

2、普通芯片：普通芯片是将电子线路集成在基片上，进而承载量子信息处理的功能。

三、效果不同

1、光电芯片：光电芯片是以光来做载体，用光代替电，利用微纳加工工艺，在芯片上集成大量的光量子器件。相比传统芯片，这种芯片的集成度更高精准度更强也更加稳定，同时也具有更好的兼容性。

2、普通芯片：普通芯片的精度取决于最小晶体管的直径，单个晶体管越小，构成整个芯片的晶体管就越多，芯片的计算能力也就越强，使用此芯片的电子产品也能相应地具备更强的运算能力。

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