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美國科學家研制出迄今能耗最低的全光開關 新開關能引導光束從一個方向到達另一個方向，整個過程只需耗費120皮秒（120萬億分之一秒），而且能耗僅為90阿焦（即1×10-18焦耳），是目前能耗最低的全光開關，其能耗僅為此前日本研制出的全光開關的五分之一，是其他全光開關的百分之一。科學家們使用了波長為921納米的近紅外線，約有140個光子。 大多數電子設備的核心部件是晶體管，它是一種固體半導體器件，在其中，一個門信號被施加到附近細小的導電通路上，以此打開和關閉信息信號的傳送通道。而在光子學內，固體器件全光開關既能像門一樣，打開或關閉光通過附近波導的通路；也能像路由器一樣，將不同方向上的光束打開或關閉。 實驗由馬里蘭大學的埃多·沃克斯和同事在馬里蘭大學和國家標準與技術研究所（NIST）進行。他們使用置于共振光腔內的一個量子點（相當于一個門）制造出了該全光開關。該共振光腔是一個擁有很多小洞的光子晶體，只允許少數光波通過該晶體。量子點由銦和砷組成，僅為1納米大小，使在其內部移動的電子只能散發(fā)出波長不連貫的光。 當光沿著附近的波導行進時，其中的一些光會進入共振光腔內，同量子點相互作用，正是這種相互作用改變了波導的傳輸特性。盡管140個光子都需要在波導內來產生開關行為，但其實只有6個光子做到了。 |
