涡旋激光为摩尔定律提供了希望

2019-06-29 14:40:54 来源: INeng财经

像漩涡一样,新的基于光的通信工具以快速的圆周运动传输数据。

在2016年7月28日由科学杂志发表的一项研究中,光学技术的进步可能成为下一代计算机的核心组成部分,旨在满足社会对信息共享不断增长的需求。

对于那些对摩尔定律的预期结束感到烦恼的人来说,这也是一种考虑因素,即研究人员将寻找新的方法来继续使计算机变得更小,更快,更便宜。

“为了在使用更少能量的同时传输更多数据,我们需要重新考虑这些机器内部的内容,”布法罗大学工程与应用科学学院电气工程系助理教授梁峰博士说。 - 作者。

另一位联合主要作者是UB电气工程教授Natalia M. Litchinitser博士。

其他作者是:裴淼和张志峰,UB的博士候选人; Jingbo Sun,博士,UB电气工程助理研究教授; Wiktor Walasik,博士,UB博士后研究员; 和Stefano Longhi博士,意大利米兰理工大学教授和UB研究生。

几十年来,研究人员已经能够将更多的元件塞进基于硅的计算机芯片中。他们的成功解释了为什么今天的智能手机比20世纪80年代世界上功能最强大的计算机拥有更多的计算能力,这些计算机今天的成本高达数百万美元,并且是一个大型文件柜的大小。

但研究人员遇到了一个瓶颈,现有技术可能无法满足社会对数据的需求。预测各不相同,但许多人认为这可能在未来五年内发生。

研究人员正在以多种方式解决这个问题,包括使用光来传输信息的光通信。光通信的例子有很多,从旧灯塔到用于观看电视和浏览互联网的现代光纤电缆。

激光是当今光通信系统的核心部分。研究人员一直在以各种方式操纵激光,最常见的方法是将不同的信号汇集到一条路径中,以传输更多信息。但是这些技术 - 特别是波分复用和时分复用 - 也正在达到极限。

UB领导的研究团队正在推动使用另一种称为轨道角动量的光操纵技术推进激光技术,该技术将激光分布在螺旋形图案中,中心有一个涡旋。

通常太大而无法在今天的计算机上工作,由UB领导的团队能够将涡旋激光器缩小到与计算机芯片兼容的程度。因为激光束以螺旋形图案传播,将信息编码成不同的涡旋扭曲,所以它能够携带10倍或更多的信息量,而传统的激光器线性移动。

涡流激光器是许多组件中的一个组件,例如先进的发射器和接收器,最终将需要继续构建更强大的计算机和数据中心。

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