在現(xiàn)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(fā)端對硅基芯片中的光進行操作，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(xiàn)在終于有了新的成果。

　　海嘯的波浪

　　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芯片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”，它不僅出現(xiàn)硅片上，也可能表現(xiàn)為海嘯那樣的規(guī)模。不論規(guī)模如何，“孤子”的特征是一致的，不妨用海嘯來說明：海嘯能保持著它的波形在海洋中傳播數(shù)千公里，因此，即使波浪傳遞到遠離源頭的地方，仍會保留著它初始的能量和“信息”。由此可見，孤子是一種特殊的脈沖，它可以在不改變形態(tài)的情況下傳播很遠，并且能夠在碰撞和相互作用中保存下來。

　　光纖

　　自20世紀80年代以來，光孤子波在光纖領域被廣泛研究，因為孤子的特性能使數(shù)據(jù)在不失真的情況下被傳送得很遠。有一種特殊的“布拉格孤子”，可用于在芯片上進行高級信號處理。大約在20年前，科學家們使用80ps脈沖，在7.5cm光纖光柵中首次發(fā)現(xiàn)了它，但還從未在芯片上發(fā)現(xiàn)過，因為硅基芯片限制了其傳播。

　　布拉格光柵門控結構

　　現(xiàn)在，研究小組在新加坡建造了一種基于超富硅氮化物(USRN)的裝置，并為它配置了悉尼納米公司(Sydney Nano)最先進的光學工具，最終，這臺裝置成功證明了硅基芯片上的布拉格孤子的形成和裂變過程。研究者唐恩·譚教授將這一發(fā)現(xiàn)歸功于聯(lián)合使用了USRN和布拉格光柵器件。后者是一種經(jīng)過輕微修改的硅材料，能產(chǎn)生所謂“布拉格光柵”，它加工起來十分方便。順便說一下，“布拉格”這個名字其實是源于一對獲得諾貝爾物理學獎的父子。

　　來自新加坡的Sahin Ezgi博士

　　目前，這項研究成果已發(fā)表在《激光與光子學評論》上，它非常重要，因為目前大多數(shù)通信基礎設施仍然依賴于硅基設備來傳送信息。通過控制芯片上的孤子，將會加快光子通信設備和基礎設施的速度。研究人員對此成果的評價也是很高的：“復雜孤子動力學的觀察為芯片內(nèi)光學信號處理的廣泛應用鋪平了道路，超越了脈沖壓縮”、“這是一個孤子物理領域的重大突破?！?

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