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激光2019:硅光子學的進步超出了我們的預期

發布:laserpulse    |    2019-07-02 15:38    閱讀:1443
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Michal Lipson教授在全體會議上稱硅光子學正在實現意想不到的應用、解決激光雷達和神經科學挑戰等問題。

Michal Lipson教授:“硅光子學正在實現令人難以置信的應用。”

今年慕尼黑光電子世界大會的第一次全體會議由Eugene Higgins電氣工程教授和紐約哥倫比亞大學應用物理學教授Michal Lipson主講。她是硅光子學領域的主要先驅之一,在該領域已有20多年的專業經驗。在她的許多發現中,她展示了第一款用于以低功率遠距離傳輸電子信號的硅光子學千兆赫調制器。在ICM的主要會議廳,Lipson教授描述了當今硅光子學如何被廣泛商業化,它被認為是早期最適合的應用。事實上,她說,硅光子學讓許多傳統的電子學和光子學科學家感到驚訝,因為他們認為在21世紀初它不會有太大的影響。

“絕望”

她告訴ICM觀眾,“2000年微電子行業非常絕望。很明顯,用于計算的銅線消耗的功率太大了。我們經常認為計算機限制了摩爾定律,但它實際上是處理器和存儲器之間的互連。答案很清楚,用光學連接器替換電子連接器,因為光不會耗散功率。“因此微電子部門對在微電子平臺上引入光子學的前景感到非常興奮。但他們有一個條件,即所有東西必須與已經投入微電子的十億美元基礎設施完全兼容。

“我們,光子學家,必須確保我們開發的平臺不是基于我們已經知道的半導體 - 我們必須使用微電子材料:硅。“然后,硅光子學先驅們展示了我們如何使用稱為等離子體色散的小效應來調制光線,我們今天都在使用這種效應。為了做到這一點,我們使用諧振器來放大效果。“Lipson稱之為“硅光子學爆炸”。這一切都發生在不到十年的時間里。它現在是物理學領域發展最快的領域。電子產品的CMOS工藝已經很成熟,這也得到了很大的幫助。“

激光雷達和神經光子學

Lipson教授繼續說道,“如今,如果你看一下硅光子學的發展前景,它會呈指數增長,這并不奇怪,但它的應用領域現在遠遠超出了數據中心。這些新的市場和應用領域是航空電子、計量、傳感、醫療設備光譜學、激光雷達和神經光子學。在過去,我常常看到許多人說硅光子學永遠不會像它變得那么大。但現在激光雷達可能是硅谷最熱門的技術。它可以實現3D成像,特別是在自動駕駛汽車領域。“

但Lipson教授表示,利用硅光子學的潛力仍然需要進行大量的研究。“如果你想開始在這個領域工作,我會對年輕一代說硅光子學迫切需要相位調制器。”轉向神經科學,她稱之為“過去我們不會想到的硅光子學應用”,Lipson教授說,“光遺傳學幫助我們了解哪些神經元涉及哪些活動。這也可以與大腦中的微小硅探針結合在一起;硅光子學形成觀察和誘導神經活動的波導。“

“神經科學家如何確定刺激已經發生?實際上很容易將硅中的電極集成為同一硅光子學神經激活探針中的探測器。這可以實現我們最近發表的結果。因此硅光子學正在實現令人難以置信的應用,例如光機械、技術光子學、非線性光學、計量學、光譜學、激光雷達,所有這些現在都基于芯片級硅光子學。”在哥倫比亞大學,Lipson的研究主要集中在具有重大影響的納米光子學領域。她的主要研究領域包括新型光子材料和制造、硅光子學和非互易性、納米磁性和熱控制、神經科學納米光子學、光機械學、非線性和量子光學,以及傳感和光流控制。

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