据最新一期《纳米快报》报道,美国研究人员设计并制造出了目前世界上最小的电光调制器,这或许意味着未来数据中心和超级计算机所使用的能源将得到大幅削减。

电光调制器在光纤网络中起着关键作用。就像晶体管作为电信号的开关一样,电光调制器可用作光信号的开关。光通信使用光,所以调制器用于打开和关闭在光纤中发送二进制信号流的光。

俄勒冈州立大学电子与计算机学院副教授王小龙在接受科技日报记者采访时称,此项技术的创新点是在光子晶体的微腔里集成了透明氧化物—硅基MOS(金属氧化物半导体)结构。微腔调制器可以把光场压缩到很小的范围,通过载流子富集形成很强的电光调制效应,从而在很小的区间内实现很大的电光调制。

王小龙表示,新研制的电光调制器可极大降低光互联器件的功耗。目前全球数据中心和超级计算机所使用的能源占据了全球电力使用量的4%—5%,数据中心的大部分功耗主要由互联产生,通过光取代电来降低系统功耗是今后的研究方向。但光互联研究的一个瓶颈在于电光转换,电光转换同样需要消耗大量能源。

此项设计结合了材料和器件的创新,增强电子和光子之间的相互作用,从而使研究人员能够创建出一个更小的电光调制器。新调制器相比主流硅基微环电光调制器在尺寸上缩小了10倍,仅为一个细菌大小(8微米×0.6微米),有源区更是缩小到了0.06立方微米(仅仅是波长立方尺寸的2%),在理论上可将电光转换的能耗降低2—3个数量级。

来源:科技日报