研究人員研制出一種超緊湊型納米激光器，有望改變微芯片內數據傳輸的方式，用光信號取代電信號。得益于丹麥技術大學（DTU）研發的突破性納米激光器，計算機用光而非電來通信的設想正日益成為現實。

這項研究發表于《科學進展》期刊。該裝置體積微小，足以在單個微芯片上嵌入數千個。這些納米激光器不依賴會產生熱量并降低性能的電流，而是利用光子傳輸信息。這一轉變有望大幅提升處理速度，同時降低從智能手機到大型數據中心等各類設備的能耗。

丹麥技術大學教授Jesper Mork表示：“納米激光器為創造新一代兼具高性能與極小尺寸的組件開辟了可能。這可以應用于信息技術領域，例如利用超小型、高能效的激光器降低計算機能耗；也可用于醫療保健領域的傳感器開發，納米激光器高的光聚焦能力能夠提供高分辨率圖像和超靈敏的生物傳感器。"

莫克與丹麥技術大學電光系的Meng Xiong博士、Yi Yu博士等同事共同完成了這項研究。

計算機能耗減半

盡管互聯網已經依賴光通過光纖電纜傳輸數據，但計算機內部的電路中仍然依賴電信號。這會產生熱量并限制性能。將納米激光器直接集成到芯片上，可以通過實現更快的、能量損失最小的數據傳輸來克服這些問題。莫克估計，這項技術可將計算機能耗降低約一半。

丹麥技術大學的納米激光器正是為適應這一角色而設計，因為未來的芯片預計需要數千個緊湊、節能的光源來傳輸內部信號。

技術突破

該裝置在丹麥技術大學的潔凈室設施——丹麥技術大學納米實驗室——中制造完成，它挑戰了關于激光器尺寸極限的長期假設。該激光器采用一種被稱為納米腔的光捕獲結構，能將光集中到一個曾經被認為無法實現的極微小空間內。

當用光束激活時，光和電子都被限制在這個極小的區域內。這使得激光器能夠在室溫下運行，且能耗極低。 該納米腔的設計最初由丹麥技術大學建造學院的奧勒·西格蒙德教授團隊開發。

更快的技術、更低的二氧化碳排放和更好的傳感器

下一個關鍵步驟是讓納米激光器能夠以電驅動，這仍然是一個重大的研究挑戰。如果成功，這項技術可能會重塑多個行業。消費電子產品可以在降低能耗的同時變得更加強大，數據中心則可以削減電力需求，從而減少對環境的影響。在醫療保健領域，同樣的技術可以支持高靈敏度傳感器和更清晰的成像工具。

參考文獻： 中國光學期刊網

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