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全光光纖信息傳輸技術

更新日期:2007-07-07  作者:  來源:光學精密機械網(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

典型光纖是由純度和柔韌性極高的玻璃制成。上千條光纖被捆扎在一起,并用保護層包裹起來。但光纖只是傳輸光的通道。為了對光波所攜帶的信息進行調整,光子先得轉化為電子,并通過昂貴的半導體部件組來進行轉換和控制。多年來,這個問題一直困擾著電信產業。

賓夕法尼亞州的巴丁及其同事,以及英國南安普敦大學光電子學研究中心的高級研究員皮爾·薩日奧公開表示,他們對所謂的“光-電-光”(OEO)問題的解決方案是使用全光光纖(OOO)。他們此項研究取得的突破包括:將半導體材料嵌入光纖的技術,實質上就是將轉換和調節部件嵌入只有魚線厚度的柔軟玻璃管內。這項技術可能使電信發生徹底的變革,假以時日可能實現光學計算。光學計算可以實現計算機與光纖間的直間連接,無需經過電子處理。以前有許多工程師認為,由于光的速太快,光學計算只是一種幻想。

巴丁在談到如何開始從事這項研究工作時稱,“我是在南安普敦度假時開始這項工作的。在參加一些聚會時,我遇見了皮爾·薩日奧,我們很合得來。一天,他在閱讀一篇科學文章時對我說‘喂,如果我們能將部件嵌入到這些管子里,那真是太酷了。’所以,我們開始思考如何能做到這一點。2003年,我回到賓夕法尼亞州,我和皮爾計算出了怎樣將部件嵌入這些管子的方法。”

研究人員發現,在一千倍大氣壓力和溫度達攝氏500度的環境中,通過使用化學蒸鍍可以將鍺和其他半導體材料存放在光纖內。通過這種方法,他們可以為一段光纖制作一件涂層制服。“它基本上可以說是材料學、化學和物理學方面的一次進步。”巴丁解釋道,“對人們來說,最令人興奮的是應用,但所有工作都得從材料開始。從材料科學的觀點來看,它是試著將微米和納米部件嵌入光纖內,這是史無前例的。很明顯,它的創新是一股力量。許多現有的技術為人們所熟知,但這項技術引起一點轟動的原因在于以前根本沒有人聽說過這樣的事。我們會設法在一段幾厘米長度的光纖上蓋滿很長的極端高厚徑比的直徑為5微米到100納米的毛細管狀部件。經過計算,我們已找到一種方法,這種方法可以使前驅波在這些2微米寬的孔中進行流動,并以每秒幾十納米的速度將鍺半導體嵌入孔壁,直到基本上蓋滿這些孔。人們對這么小的孔感到驚奇。最后,這些孔的大小在封閉時可能不到10納米,這基本上可以說是制造一段金屬線。因此,技術的完美非常令人贊嘆。”
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