科學家研究出布拉格孤子 通訊技術有望突破

近日據外媒報道，科學家首次在硅基晶元上實現操控光波和光子信息，並維持了它們的整體波形。目前因為大多數通信基礎設施仍依賴於基於硅的設備來傳播和接收信息，這標誌著通信基礎設施將大幅提升傳輸速度。

在現代通信技術中，保持洲際光纖中的信息完整性是至關重要的。從理論上說，這需要在光纖的收發端對硅基晶元中的光進行操作，以此確保那些「光子信息包」的波形在傳送中不會被破壞。多年以來，科學家們一直在為這個目標努力，現在終於有了新的成果。

而近日，悉尼大學納米研究所和新加坡科技大學設計學院合作，首次通過操控一塊硅基晶元上的光波成功地維持了它們的整體波形，這類特殊的波名為「孤子」。

其實在20年前，科學家們就首次在光纖中觀察到了這種「孤子」，並被命名為「布拉格孤子」。但是當時並沒有在硅基材料上進行試驗，因為當時的硅基材料並不具備傳播「孤子」的條件。

現在，研究小組在新加坡建造了一種基於超富硅氮化物（USRN）的裝置，並為它配置了悉尼納米公司(Sydney Nano)最先進的光學工具，最終，這台裝置成功證明了硅基晶元上的布拉格孤子的形成和裂變過程。研究人員將這一發現歸功於聯合使用了USRN和布拉格光柵器件。後者是一種經過輕微修改的硅材料，能產生所謂的「布拉格光柵」，它加工起來十分方便。

同時布拉格光柵器件的硅基特性也確保了與互補金屬氧化物半導體（CMOS）工藝的兼容性。可靠地啟動孤子壓縮和裂變的能力，並允許用比以前所要求的更長的脈衝產生超快現象。而且晶元規模的小型化也提高了光信號處理的速度。

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