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光通信技术——“螺旋涡流形激光”

文章来源:科技日报 作者:【未知】 点击:次 时间:2016/8/4 15:47:24

  美国科学家近日在最新一期《科学》杂志发表论文称,他们揭示了一种“螺旋涡流形激光”,这种激光能将信息编码成卷,因此能比传统激光更快速地传输更多信息,这一研究有望使计算行业产生变革。

  研究人员表示,科学家们可借助最新研究找到新方法,让计算机变得更小、更快、更廉价。该研究联合作者、布法罗大学工程和应用科学学院助理教授冯亮(音译)表示:“为了耗费更少能量传输更多信息,我们需要重新思考机器内部的零件。”

  数十年来,科学家们的解决办法是将更多元件“塞”在一块硅基计算机芯片上,但现有方法面临一个瓶颈:近年来,由于已接近硅晶芯片原子极限,维持芯片行业50年的神话“摩尔定律”似乎就要失效。

  研究人员提出了光通信技术等各种办法来解决这一问题。光通信技术用光来携带信息,有各种各样光通信的例子:从古老的灯塔到现在的光纤光缆等,而激光处于目前光通信领域的核心位置。

  科学家们一直在采用各种方式操控激光,最常见的是让不同信号以一个路径行进,以携带更多的信息,但目前,这些技术—尤其是波分复用(WDM)和时分复用(TDM)都达到了极限。

  布法罗大学的工程师们另辟蹊径,使用轨道角动量这一光操作技术来推动激光技术的发展。轨道角动量技术让激光采用螺旋模式分布,中央有一个涡旋。尽管这一螺旋涡流形激光对于现有电脑来说太大而无法工作,但科学家们能将其缩小到与计算机芯片兼容。由于激光束沿螺旋模式行进,能将信息编码成不同的涡流,因此,它能携带的信息量是线性移动的传统激光的10倍以上。涡流激光是许多设备,如先进的发射机和接收机的组件,对建造更强大的计算机和数据中心来说也不可或缺。

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