用于微型光子電路中的新二極管

英國(guó)國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)的研究人員研制出了一種全光二極管，新二極管能被用于微型光子電路中，有望為微納光子學(xué)芯片提供廉價(jià)高效的光二極管，從而對(duì)光子芯片和光子通信等領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。

北京大學(xué)現(xiàn)代光學(xué)研究所研究員肖云峰對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者解釋說(shuō)：“二極管能傳輸一個(gè)方向上的電流，但卻阻擋反向電流，是幾乎所有電子電路的基本組成元件，但現(xiàn)有的光學(xué)二極管需要大塊磁光晶體，嚴(yán)重阻礙了其在微納尺度上的集成，成為集成光子學(xué)領(lǐng)域面臨的重大挑戰(zhàn)之一。”

在新研究中，帕斯卡·德?tīng)柡Ｒ┦款I(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)將光發(fā)射到一個(gè)微諧振器(一個(gè)硅芯片上的玻璃微環(huán))內(nèi)。盡管微環(huán)直徑僅與人頭發(fā)絲相當(dāng)，卻可使光在微環(huán)內(nèi)來(lái)回傳播。利用微環(huán)增強(qiáng)的光學(xué)克爾效應(yīng)，該團(tuán)隊(duì)制造出了新的全光二極管。新二極管僅能在一個(gè)方向上傳輸光，且可集成到微納光子電路中，因此，克服了二極管需要大塊磁光晶體這一限制。

德?tīng)柡Ｒ畯?qiáng)調(diào)稱(chēng)：“這些二極管有望為微光芯片提供廉價(jià)高效的光二極管，也將為可用于光學(xué)計(jì)算的新型集成光子電路鋪平道路，還可能對(duì)未來(lái)的光子通信系統(tǒng)產(chǎn)生重大影響。”

據(jù)悉，中國(guó)科學(xué)家也在該領(lǐng)域獲得了較好的成果，例如中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)董春華博士利用微腔光力相互作用，得到了全光控制的非互易微腔器件，包括全光二極管和環(huán)形器等。

肖云峰說(shuō)：“盡管最新研究并非第一個(gè)全光二極管，但獲得的器件具有操作簡(jiǎn)單、隔離度高等特點(diǎn)，是一個(gè)很有潛力的方案。當(dāng)然，與現(xiàn)有的全光二極管方案類(lèi)似，基于諧振腔的全光二極管往往存在帶寬限制，僅能在較窄的諧振模式內(nèi)工作。未來(lái)還需進(jìn)一步研究，突破其限制。”