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科学家开发出一个原子大的光学开关

Andy Yang
2016 年 2 月 8 日, 下午 02:01

随着愈来愈多的资讯被「光学化」,以利用光纤和光学网路设备的高速与高容量特性,目前传输上的最大瓶颈变成卡在电子讯号转换成光学讯号的部份。现有的技术是将电子的讯号转换成镭射的脉冲,再打进光纤中,但这个转换设备有三公分左右的大小,当数量一多时,无论是占据的空间还是消费的电力,都是非常可观的。

ETH Zurich 教授 Jürg Leuthold 所带领的研究团队便是将重点放在了这个装置上,开发出了一台仅有 10μm 大的超微型转换器。而其中最关键的组件,是距离非常非常的近的两片银金属和铂金属板 -- 平常光线被允许从两片板子中间的细缝通过,但在两端加上电压时,电压会迫使银板向铂板的方向「伸」出几颗原子,关闭光学通道,达成阻断光线的效果。如此一来,只要一直变换电压,就可以让光线脉冲,传输资讯了。

此外,因为在这个应用中光线只有「通过」和「不通过」两种状态(不像镭射脉冲会有亮暗的分别),所以它其实也可以在当成一个微型的电晶体开关来使用,只是没有放大的功能而已。目前这个技术最大的限制,是它的工作频率仅有数个 MHz 而已,要进步到能取代镭射的程度,必需要至少达到 GHz 或甚至 THz 的工作频率。但和所有这类的科技进步一样,一但想法出来了,之后就只是工程和材料学(还有时间)的问题了吧。