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太快的没用!科学家用更慢的波制成光子滤波器

2021-05-21 16:19 前瞻网   

 

太快的没用!科学家用更慢的波制成光子滤波器

微波光子学是一种利用光学手段对电子信息信号进行分布和处理的技术。与传统的电子学解决方案相比,微波光子系统可以处理大量的数据。因此,微波光子学作为5G蜂窝网络及其他网络的一部分变得越来越重要。

微波光子学的主要任务是实现窄带滤波器:从传输于光中的巨大体积中选择特定频率的特定数据。

许多微波光子系统是由离散的、分离的组件和长光纤路径组成的。然而,先进网络对成本、尺寸、功耗和产量的要求要求在芯片上集成一整套微波光子系统。集成微波光子滤波器,特别硅基的,非常受欢迎。

然而,有一个基本的挑战:窄带滤波器要求信号在其处理过程中延迟相对较长的时间。

由于光速太快,在满足必要的延迟方面就耗尽了芯片性能。芯片所需的延迟可能超过100纳秒,这样的延迟看起来不长,但是对于光波,这可能需要超过10米长的路径。且不说在小小的芯片上布置这么长的线路有多难,随之而来的光功率损失也将是令人望而却步的。”

这些长时间的延迟需要一种不同类型的波,一种传播得更慢的波。在最近发表在《光学》杂志上的一项研究中,研究团队将光波和超声波结合在一起,在硅集成电路中实现微波信号的超窄滤波器。这个概念为过滤器的设计提供了很大的自由度。

研究人员表示,他们已经学会了如何将感兴趣的信息从光波的形式转化为超声波、表面声波,然后再转化为光学。表面声波的传播速度要慢10万倍。所需的线路可以部署在不到一毫米的范围内,并且损耗是非常合理的。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4126TJ

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