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通過(guò)利用標(biāo)準(zhǔn)的硅生產(chǎn)工藝,而不是目前產(chǎn)生激光所要求的更昂貴的材料和工藝,英特爾已經(jīng)開(kāi)發(fā)出能夠產(chǎn)生8 束連續(xù)拉曼激光的芯片。該芯片發(fā)出的連續(xù)光束能夠被調(diào)制成表示數(shù)據(jù)的脈沖。廉價(jià)的光部件不僅僅能夠提高計(jì)算機(jī)的速度,而且能夠使醫(yī)療設(shè)備更廉價(jià)和更精確。 盡管硅激光雕刻機(jī)要進(jìn)入市場(chǎng)還需要至少4 、5 年的時(shí)間,但這種芯片應(yīng)當(dāng)能夠在業(yè)界引起廣泛的興趣。芯片廠商們對(duì)硅寵愛(ài)有加,但在運(yùn)載光學(xué)數(shù)據(jù)方面它的表現(xiàn)則要糟糕得多。 英特爾光子學(xué)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的主任馬里奧表示,這既是科學(xué),也是心理上的突破,因?yàn)闆](méi)有人想到這是可能的。在正常的環(huán)境中,硅不是理想的光學(xué)材料。 硅激光是英特爾利用光連接計(jì)算機(jī)、芯片,甚至芯片中部件計(jì)劃的**進(jìn)展。去年,英特爾展示了一款運(yùn)行速度與目前的調(diào)制器相當(dāng)?shù)?“硅調(diào)制器”。 Gartner 集團(tuán)的分析師雷諾茲表示,英特爾的技術(shù)可以將價(jià)值2000美元的調(diào)制器集成到一個(gè)硅芯片中,顯然,這一技術(shù)是有市場(chǎng)的。硅激光也是英特爾利用其工廠生產(chǎn)能夠?qū)ρ哼M(jìn)行化驗(yàn)和完成機(jī)械任務(wù)的芯片的更大計(jì)劃的一部分。 利用光傳輸數(shù)據(jù)有著巨大的優(yōu)勢(shì)。能耗和散熱已經(jīng)成為芯片設(shè)計(jì)者面臨的一個(gè)重大問(wèn)題,與電子相比,光子產(chǎn)生的熱量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小得多。光束能夠處理的數(shù)據(jù)也要多得多,因此能夠減少電纜的數(shù)量和計(jì)算機(jī)的體積。 弊端?光學(xué)部件的生產(chǎn)成本很高,而且要求使用III-V 材料,將部件組裝成一個(gè)完整的系統(tǒng)也是一件相當(dāng)不容易的任務(wù)。加州大學(xué)洛杉磯分校的教授賈拉利說(shuō),拉曼激光是“一項(xiàng)重大的技術(shù)突破”。賈拉利是硅拉曼激光的發(fā)明者。 英特爾負(fù)責(zé)硅光子戰(zhàn)略的高級(jí)經(jīng)理維克多說(shuō),目前的硅設(shè)備要求光纖必須與激光同步,光纖設(shè)備三分之二的成本都來(lái)自測(cè)試和組裝。批量生產(chǎn)的硅芯片能夠改進(jìn)許多問(wèn)題。硅芯片能夠?qū)崿F(xiàn)非常容易的調(diào)整:可以在能夠產(chǎn)生激光的芯片上刻一個(gè)槽,而光纖就可以被迅速、廉價(jià)、精確地穿過(guò)這個(gè)槽。 在某些方面來(lái)說(shuō),拉曼激光也非常適合硅芯片。拉曼效應(yīng)的原理是:光射向一種物質(zhì),引起物質(zhì)中原子的振動(dòng),從而使得一些光子獲得能量,而另一些光子失去能量,產(chǎn)生波長(zhǎng)不同的再生光。 拉曼激光就是捕獲這些再生光,然后對(duì)它進(jìn)行放大,產(chǎn)生有特種用途的光束。由于其晶體結(jié)構(gòu),在受到光的照射后,硅原子非常容易振動(dòng)。與標(biāo)準(zhǔn)的玻璃相比,硅的拉曼效應(yīng)要強(qiáng)10000 倍,這使得拉曼激光更容易被放大。 但是,當(dāng)一個(gè)硅原子同時(shí)受到二個(gè)光子的碰撞后,受到撞擊的原子就會(huì)釋放出一個(gè)電子,就會(huì)在硅材料內(nèi)部形成一個(gè)電子云,吸收掉產(chǎn)生的拉曼激光。為了解決這一問(wèn)題,芯片設(shè)計(jì)者圍繞“硅腔”設(shè)計(jì)了一個(gè)電場(chǎng),這會(huì)使電子云被“一掃而光”。 從技術(shù)上來(lái)講,硅并沒(méi)有生成光束,而只是充當(dāng)了用來(lái)生成和放大再生光的媒介。硅不是一種能夠生成光的好材料。馬里奧說(shuō),這是解決光發(fā)射問(wèn)題的不同方法。試驗(yàn)用的芯片采用了“絕緣硅”技術(shù),它是采用標(biāo)準(zhǔn)的硅芯片生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的,有利于降低成本。 英國(guó)薩里大學(xué)的教授格雷厄姆說(shuō),許多人一直在試圖利用多種不同的方法生成硅激光,對(duì)硅激光的懷疑已經(jīng)在日益增加,但是,我們今天終于看到了真正的硅激光。硅是一種低成本、適合大批量生產(chǎn)的媒介,看看電子設(shè)備的廉價(jià)就知道了。 英特爾一直在改進(jìn)其光子技術(shù)。在去年展示硅調(diào)制器時(shí),它的數(shù)據(jù)傳輸速率是1gbps.在三周前發(fā)表的一篇論文中,英特爾聲稱硅調(diào)制器的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)達(dá)到2.5gbps ,而目前正在受到評(píng)估的一篇論文則聲稱硅調(diào)制器的數(shù)據(jù)傳輸速率已經(jīng)達(dá)到4gbps。
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