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南京理工大學提出一種新方法,更小更強的光子芯片取得理論突破

2019-05-30

受制于摩爾定律,信息技術載體的存儲密度與運算速度的提升均面臨瓶頸,人類的目光從“電”轉向了速度更快的“光”,“光子芯片”的概念應運而生。記者19日從南京理工大學獲悉,該校蔣立勇教授團隊提出一種新方法,實現了表面等離激元空間編碼功能,從理論上為多功能、多自由度調控的光子芯片的應用開發助力,讓人們距離光子芯片更近一步。蔣立勇介紹,在尺寸更小的芯片上通過全光調控加載更多的功能,擁有更大的存儲密度及更高的運行效率,是芯片發展的趨勢。但要將光子芯片由概念變為現實,仍有許多理論與技術難關亟待突破,如半導體集成工藝兼容性以及光子的多功能、多自由度調控等。

與電子調控類似,人們可以通過精確調控光子行為讓光實現數據的存儲與運算,目前主流的調控方法之一是全光相干調控。其以相干完美吸收效應為理論基礎,采用“面外”對稱入射進行相干調控,但受制于這一理論基礎固有的局限性,全光相干調控的模式選擇性、空間選擇性及集成性等性能指標有所欠缺。

蔣立勇團隊另辟蹊徑,以表面等離激元模式相干機理為理論基礎,創新性地提出了“面內”全光相干調控方法,該方法突破了“面外”全光相干調控方法的機理限制,具有獨特的模式選擇性和空間選擇性,更有利于芯片集成。

此外,該方法的提出也為人工微納結構相干光譜調控提供了新思路,可拓展到光子晶體等其他微納光子結構的光譜調控研究上,未來有望啟發更多集成光通信、微納顯示和傳感等領域的創新應用。相關研究成果已在線發表在國際光學期刊《光:科學與應用》上。

光子芯片運用的是半導體發光技術,發光現象屬半導體中的直接發光。光子芯片產品將完全改變人們對現有的各種各樣“燈”的概念,這種全新意義的照明將逐步替代白熾燈和熒光燈,讓燈泡、燈管、鎢絲等名詞逐漸消失,這將給人類照明史帶來繼愛迪生發明電燈之后的又一次革命。全球的耗電量為三千億度,如果改用光子芯片照明,每年將省電兩千七百億度,并降低污染,因此有人將這種照明稱為“綠色節能照明”。

 

代表著世界光子芯片前沿產業動態和國際先進水平的“路美芯片”之所以能夠出現在大連,是由于在城市建設亮化方面一直走在國內前列的大連市及時果斷地跟蹤國際光電子產業發展前沿,并積極配合國家科技部緊急啟動的“國家半導體照明工程”戰略決策,結合大連路明集團在發光材料方面的技術優勢、產業基礎和市場體系,審時度勢于設立了“大連光產業園”,將半導體照明產業確定為其主導產業并制定了詳實的產業發展規劃,決心承擔國家半導體照明基地的建設,并于九月投資一點五億美元成立了大連路美芯片科技有限公司。

經過半年的努力,首期一座兩萬平米的現代化廠房拔地而起,“路美芯片”在大連光產業園正式投產,其半導體發光芯片及器件封裝技術和產業化程度在國內居于首位、全球排名第四。該項目填補了國家藍綠發光二極管產業化空白,計劃在一年內達到年產超亮藍綠光二極管芯片六億只的生產能力,從而推動中國整個半導體照明產業快速發展,“中國光芯”開始在“北方明珠”大連大放光華。

(來源:賢集網

 

 

 



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