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资讯:光子芯片迎来突破!中国科学家提出在光子芯片上减慢光速新方法

时间:2024-01-12 09:43:10 类型:行业动态

光子芯片
中国科学院深圳先进技术研究院先进集成技术研究所副研究员李光元团队提出在光子芯片上减慢光速新方法,该方法有望显著提高慢光光子芯片器件的性能,并在光传感、光通信、光计算和光存储等领域得到广泛应用。此外,该方法也为慢光技术研究提供了新思路。相关研究成果于近日发表在《纳米快报》上。

光速被视为宇宙中最快的速度,并被广泛应用于计量物质和信息传播的速率上限。在真空中,光速被定义为30万公里/秒。然而,科学家一直致力于寻找方法减慢光的速度,以突破这一限制。例如,当光穿过玻璃或水等介质时,其速度会放缓。因此,光速减慢一直以来都是科学家们关注和研究的关键目标之一。


据报道,1999年哈佛大学的研究人员利用电磁诱导透明现象,在超冷原子中接近绝对零度的条件下,测得了17米/秒的极慢光速。近年来,研究人员通过发展玻色-爱因斯坦凝聚和光子晶体等多种技术,进一步实现了慢光效应。然而,各种慢光技术中都存在损耗的限制因素。

在最新的光子芯片上减慢光速的研究中,李光元团队通过利用两种表面晶格共振模式的干涉耦合,成功实现了具有强慢光效应的类电磁诱导透明现象。在室温条件下,他们测得了光速被减慢超过1万倍(约30公里/秒以下)的结果。同时,实验测得的品质因子(与损耗成反比)高达2750,是目前已知纪录(483)的五倍以上,这意味着损耗低于目前纪录的五分之一。


随着全球集成电路产业进入“后摩尔时代”,进一步提升集成电路变得非常困难且时间成本较高。光子芯片作为一种具有高速度、低能耗和相对成熟制程技术的技术,成为应对传统集成电路物理极限的突破口,能够满足人工智能、物联网和云计算等领域对信息获取、传输、计算、存储和显示技术的需求。国际巨头已经投入大量资源进行研发,目前光子芯片已部分取代传统芯片,并在5G通信、大数据中心等领域开辟了大量新应用。


当前,全球光子芯片产业虽然刚刚起步,但对于我国而言,必须迅速弥补传统电子芯片领域的短板,同时早日在光子芯片等新兴领域取得进展。


根据2023年11月发布的《光子时代:光子产业发展白皮书》显示,我国光子产业发展水平与世界接轨,在光子基础理论研究和技术发展方面具有一定优势。中国拥有全球最多的光子产业从业人员,光子产业在2012年至2020年期间的复合增长率接近23%,并且光子产品的全球份额从2005年的10%提升到2019年的30%。根据Gartner的预测,到2025年,全球光子芯片市场的规模有望达到561亿美元。

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