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全光光纤信息传输技术

更新日期:2007-07-07  作者:  来源:光学精密机械网(ChinaOptic.Com.Cn)收集整理

典型光纤是由纯度和柔韧性极高的玻璃制成。上千条光纤被捆扎在一起,并用保护层包裹起来。但光纤只是传输光的通道。为了对光波所携带的信息进行调整,光子先得转化为电子,并通过昂贵的半导体部件组来进行转换和控制。多年来,这个问题一直困扰着电信产业。

宾夕法尼亚州的巴丁及其同事,以及英国南安普敦大学光电子学研究中心的高级研究员皮尔·萨日奥公开表示,他们对所谓的“光-电-光”(OEO)问题的解决方案是使用全光光纤(OOO)。他们此项研究取得的突破包括:将半导体材料嵌入光纤的技术,实质上就是将转换和调节部件嵌入只有鱼线厚度的柔软玻璃管内。这项技术可能使电信发生彻底的变革,假以时日可能实现光学计算。光学计算可以实现计算机与光纤间的直间连接,无需经过电子处理。以前有许多工程师认为,由于光的速太快,光学计算只是一种幻想。

巴丁在谈到如何开始从事这项研究工作时称,“我是在南安普敦度假时开始这项工作的。在参加一些聚会时,我遇见了皮尔·萨日奥,我们很合得来。一天,他在阅读一篇科学文章时对我说‘喂,如果我们能将部件嵌入到这些管子里,那真是太酷了。’所以,我们开始思考如何能做到这一点。2003年,我回到宾夕法尼亚州,我和皮尔计算出了怎样将部件嵌入这些管子的方法。”

研究人员发现,在一千倍大气压力和温度达摄氏500度的环境中,通过使用化学蒸镀可以将锗和其他半导体材料存放在光纤内。通过这种方法,他们可以为一段光纤制作一件涂层制服。“它基本上可以说是材料学、化学和物理学方面的一次进步。”巴丁解释道,“对人们来说,最令人兴奋的是应用,但所有工作都得从材料开始。从材料科学的观点来看,它是试着将微米和纳米部件嵌入光纤内,这是史无前例的。很明显,它的创新是一股力量。许多现有的技术为人们所熟知,但这项技术引起一点轰动的原因在于以前根本没有人听说过这样的事。我们会设法在一段几厘米长度的光纤上盖满很长的极端高厚径比的直径为5微米到100纳米的毛细管状部件。经过计算,我们已找到一种方法,这种方法可以使前驱波在这些2微米宽的孔中进行流动,并以每秒几十纳米的速度将锗半导体嵌入孔壁,直到基本上盖满这些孔。人们对这么小的孔感到惊奇。最后,这些孔的大小在封闭时可能不到10纳米,这基本上可以说是制造一段金属线。因此,技术的完美非常令人赞叹。”
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