加州理工學院的工程師開發出在光子芯片上隔離光的新方法，只允許光單向傳播。這一發現將領導下一代計算機芯片技術：使計算機更高速和數據損失更少的光子芯片。（圖片來源：Caltech/ Liang Feng）

美國加州理工學院的一個研究小組近日宣布，下一代計算機芯片技術——光子芯片的通信電路研究獲得重要進展。使用以光（而不再是電）為媒介的集成電路，光子芯片可以讓計算機在光纖通信網絡中有更快的速度和更少的數據損失。研究報告發表在8月5日的《科學》雜志上。

“我們想要取下電子芯片上的每個元件，并在光子芯片上重建它們”，電子工程學博士、加州理工學院納米制造研究組成員、該研究論文的主要作者馮亮（Liang Feng，音譯）說。

研究人員提出了一種新技術，以隔離硅芯片中的光信號。孤立的光信號是單向傳播的，如果沒有被隔離，光信號將在不同元件間反復來回傳播，從而形成干涉，導致芯片不穩定。在電子電路中，二極管被用于隔離電信號使其單向傳播。該研究的目標是建立一個類似二極管的裝置，被稱為光頻隔離器。它只允許光從一個元件向另一元件單向傳播。“我們想構建一個裝置，使你能看見我，但我看不見你”，馮亮說。

為了實現這一目的，馮亮等人設計了一個0.8微米直徑的光波導管。這種光波導管允許光往一個方向傳播；但當光反向傳播時，它會改變光的傳播模式。兩種傳播模式互不干擾，從而使兩組光線能相互穿越。

目前這項研究還處于試驗階段，但研究人員已經研制成可嵌入硅芯片的光頻隔離器。光芯片的傳輸速度已達到10Gb每秒，但由于該隔離器技術尚不完善，它還無法投入市場應用。因而光頻隔離器將成為光芯片能否實際應用的關鍵所在