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激光2019:硅光子学的进步超出了我们的预期

发布:laserpulse    |    2019-07-02 15:38    阅读:350
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Michal Lipson教授在全体会议上称硅光子学正在实现意想不到的应用、解决激光雷达和神经科学挑战等问题。

Michal Lipson教授:“硅光子学正在实现令人难以置信的应用。”

今年慕尼黑光电子世界大会的第一次全体会议由Eugene Higgins电气工?#25506;?#25480;和纽约哥伦比亚大学应用物理学教授Michal Lipson主讲。她是硅光子学领域的主要先驱之一,在该领域已有20多年的专业经验。在她的许多发现中,她展示了第一款用于以低功率远距离传输电子信号的硅光子学千兆赫调制器。在ICM的主要会议厅,Lipson教授描述了当今硅光子学如何被广泛商业化,它被认为是早期最适合的应用。事实上,她说,硅光子学让许多传统的电子学和光子学科学家?#26800;?#24778;讶,因为他们认为在21世?#32479;?#23427;不会有太大的影响。

“绝望”

她告诉ICM观众,“2000年微电子行业非常绝望。很明显,用于计算的铜线消耗的功率太大了。我们经常认为计算机限制了摩尔定律,但它实际上是处理器和存储器之间的互连。答案很清楚,用光学连接器替换电子连接器,因为光不会耗散功率。“因此微电子部门对在微电子平台上引入光子学的前?#26696;械?#38750;常兴奋。但他们有一个条件,即所有东西必须与已经投入微电子的十亿美元基础设施完全兼容。

“我们,光子学家,必须确保我们开发的平台不是基于我们已经知道的半导体 - 我们必须使用微电子材料:硅。“然后,硅光子学先驱们展示了我们如?#38382;?#29992;称为等离子体色散的小效应来调制光线,我们今天都在使用这?#20013;?#24212;。为了做到这一点,我们使用谐振器来放大效果。“Lipson称之为“硅光子学爆炸”。这一切都发生在不到十年的时间里。它现在是物理学领域发展最快的领域。电子产品的CMOS工?#25214;?#32463;很成熟,这也得到了很大的帮助。“

激光雷达和神经光子学

Lipson教授继续说道,“如今,如果你看一下硅光子学的发展前景,它会呈指数增长,这并不奇怪,但它的应用领域现在远远超出了数据中心。这些新的?#35856;?#21644;应用领域是航空电子、计量、传感、医疗设备光谱学、激光雷达和神经光子学。在过去,?#39029;?#24120;看到许多人说硅光子学永远不会像它变得那么大。但现在激光雷达可能是硅谷最热门的技术。它可以实现3D成像,特别是在自动驾驶汽车领域。“

但Lipson教授表示,利用硅光子学的潜力仍然需要进行大量的研究。“如果你想开始在这个领域工作,我会?#38405;?#36731;一代说硅光子学迫?#34892;?#35201;相位调制器。”转向神经科学,她称之为“过去我们不会想到的硅光子学应用”,Lipson教授说,“光遗传学帮助我们了解哪些神经元涉及哪些活动。这?#37096;?#20197;与大脑中的微小硅探针结合在一起;硅光子学形成观察和诱导神经活动的波导。“

“神经科学家如何确定刺激已经发生?实际上很容易将硅中的电极集成为同一硅光子学神经激活探针中的探测器。这可以实现我们最近发表的结果。因此硅光子学正在实现令人难以置信的应用,例如光机械、技术光子学、非线性光学、计量学、光谱学、激光雷达,所有这些现在都基于芯片级硅光子学。”在哥伦比亚大学,Lipson的研究主要集中在具有重大影响的纳米光子学领域。她的主要研究领域包括新型光子材料和制造、硅光子学和非互易性、纳米磁性和热控制、神经科学纳米光子学、光机械学、非线性和量子光学,以及传感和光流控制。

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