大阪大学 谐振器尺寸为100、170和190纳米时，硅米氏谐振器中的光散射强度与激发强度的函数关系
红色实线表示相应的线性响应
学分:大阪大学 由大阪大学和国立台湾大学领导的一组研究人员创造了一个纳米级硅谐振器系统，可以作为光脉冲的逻辑门
这项工作可能会产生下一代硅基计算机处理器，填补电子和光学信号之间的空白
硅是地球上最丰富的元素之一，也是所有现代计算的基础
也就是说，从智能手机到大型机，所有的计算都是基于流经硅晶体管的电信号进行的
用电子信号制造开关和逻辑门很容易，因为电压可以控制其他线路中的电流
然而，互联网上的数据主要是通过光缆以光脉冲的形式发送的
用硅片上的光完全控制数据和逻辑的能力可能导致更快的设备
挑战在于，被称为光子的光粒子几乎不相互作用，因此脉冲不能相互打开或关闭来执行逻辑任务
非线性光学是致力于寻找光束以某种方式相互作用的材料的研究领域
不幸的是，单晶硅的非线性非常弱，所以在过去，必须使用非常强的激光
现在，大阪大学和国立台湾大学的科学家已经通过制造纳米光学谐振器将硅的非线性增加了10万倍，这样全光开关就可以使用连续的低功率激光器工作
他们通过用小于200纳米的硅块制造微型谐振器来实现这一点
基于米氏共振原理，波长为592纳米的激光可以被捕获在块内并快速加热块
“当纳米粒子的大小与光波长的倍数相匹配时，米氏共振就发生了，”作者Yusuke长崎说
用受控光(波长592纳米)演示光开关
通过打开或关闭受控灯来切换信号光(543纳米)的强度
学分:大阪大学 当纳米块处于热光诱导热态时，543纳米的第二个激光脉冲可以几乎无散射地通过，而当第一个激光器关闭时则不是这种情况
该块可以用以纳秒为单位的弛豫时间来冷却
这种大而快的非线性导致了千兆赫全光控制在纳米级的潜在应用
“硅有望继续成为光学集成电路和光学器件的首选材料，”资深作者高原纯说
目前的工作允许光开关比以前的尝试占用更少的空间
这一进展为直接片上集成以及超分辨率成像开辟了道路
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