等離激元材料可實(shí)現(xiàn)超快全光通信

　　ICCSZ訊 研究人員制備了一種“等離氧化材料”，這種材料有利于全光通訊，這種通訊比傳統(tǒng)通信技術(shù)快10倍。在光通訊中，激光脈沖可用于在光纖中傳遞信息，包括電話業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)和光纖電視等。來(lái)自普渡大學(xué)的研究人員表明，使用AZO光學(xué)材料可改變光的反射，且需要的能量更少。

　　低能量是非常重要的，因?yàn)槿绻阆胍浅？焖俚剡M(jìn)行操作，那么你需要低能量消耗。否則，你的材料可能會(huì)更熱，且會(huì)熔化。全光學(xué)意味著在整個(gè)過(guò)程中并不使用電子信號(hào)來(lái)控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)流合控制信號(hào)等都是由光脈沖來(lái)完成。對(duì)于光反射量的調(diào)控是非常必要的，尤其是對(duì)于潛在的商業(yè)應(yīng)用，例如數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?ldquo;我們可以通過(guò)控制膜來(lái)調(diào)控反射量。你可以通過(guò)改變光反射量來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼，反射量的改變最終會(huì)導(dǎo)致透射量的改變。”Kinsey說(shuō)。該材料可在近紅外光譜區(qū)域工作，而這也正是光通信采用的波長(zhǎng)范圍。這種技術(shù)也可能帶來(lái)高速光通信方面的進(jìn)步。研究人員創(chuàng)造了一種全光等離子調(diào)制器，這種調(diào)制器采用CMOS兼容的材料。

　　在電子器件中，硅基晶體管對(duì)于控制能量和放大信號(hào)等是必不可少的。而光學(xué)晶體管具有類(lèi)似的功能，只是其傳遞速度會(huì)更快。將材料放置在激光條件下會(huì)引起材料中的電子激發(fā)，從而發(fā)生躍遷，產(chǎn)生自由電子和空穴，而最終電子會(huì)和空穴發(fā)生復(fù)合。晶體管的切換速度則取決于傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料完成一個(gè)周期所需要的時(shí)間。在這種新型AZO薄膜系統(tǒng)中，完成整個(gè)過(guò)程大概需要350飛秒，比晶體硅要快5000倍。而速度方面的提升至少可以使得設(shè)備的反應(yīng)速度可提高10余倍。

　　AZO薄膜的折射率幾乎是零，其具有非常不同的性質(zhì)。和其他材料不同，金屬材料可以將折射率降低到1甚至0以下。當(dāng)電磁波從一種介質(zhì)到另一種介質(zhì)的時(shí)候會(huì)發(fā)生彎曲，而每一種材料都有自己的折射率。激光脈沖會(huì)改變AZO的折射率，反過(guò)來(lái)對(duì)于反射光的調(diào)控也可以有利于提高材料的性能。當(dāng)你操作的范圍內(nèi)折射率很低，那么效果就會(huì)更好，從而提高反射改變量和透射該變量。

　　一種新型低溫合成技術(shù)對(duì)于材料的性能是至關(guān)重要的。“對(duì)于商業(yè)應(yīng)用來(lái)說(shuō)制備溫度不能太高，因?yàn)闇囟忍邥?huì)損壞芯片或者設(shè)備。通過(guò)改變制備溫度，你也可以改變材料的性能。”Kinsey說(shuō)。不僅如此，AZO使得調(diào)節(jié)超材料稱(chēng)為可能，并可以加快商業(yè)步伐。