IBS 创建大幅增加并行处理速度的微处理器的多通道纳米光学设备

微处理器在计算机中发挥关键作用和稳步加快的信息处理在过去的几个几十年。然而，由于技术的局限，例如热发电一体化，半导体的处理速度一直维持在几个千兆赫 (GHz) 在过去的十年。作为这一当前的替代，许多微处理器用于并行，但处理器之间的电气连接很慢，创建数据传输的瓶颈。为了解决这一问题，许多研究进行了合并处理器采用光学信号的几个电信号的几百倍。

*) 定期具有二维数组图案上的金属薄膜。黑点表示孔的位置。许可证由入射平面波传播沿 y 方向。条码秤，2 毫米.(b) 一个一维数组的具有图案上的金属薄膜。入射波的波前正确塑造集中在采样线 (Z) 上某一目标地点具有生成的许可证。（c） 无序具有图案上的金属薄膜的二维数组。普通平面入射波产生斑点的许可证。蓝色，红色和绿色曲线在采样线是分别源自的蓝色、 红色和绿色的矩形区域，代表远场照明的 SPP 字段。光源的波长是 620 nm。如果两个邻近灯饰中心至中心距离大于主文本中所述的特征长度 lc，许可证是没有相关性的。（d） 为 (c) 具有相同的模式，但在蓝色彩灯波前的正确选择，红色和绿色的矩形区域可以导致许可证相长干涉，在目标点 （黑色曲线）。这里显示的所有结果都取自于有限差分时域 (FDTD) 方法 （见补充说明 1，详细信息） 进行了数值模拟。（e） 预期增强因子的通道号。

CHOI Wonshik，我，副主任带领的研究团队创造创新的设备。团队会废弃定期安排纳米天线的常规方法。相反，他们设计了排列紊乱的天线以减少天线间的冗余和启用每个天线独立运作。因此，该设备可以提供 40 倍比现有天线定期安排较宽的带宽。蔡医生评论说”我们提议将纳米微处理器连接到超高速光通信，新方法”。研究将出现在自然通讯 3 月版。

这个团队使用表面等离子体激元调解光电信号。在纳米天线，光信号转换为表面电浆子，然后作为电气信号传播通过金属表面。研究人员随机排列纳米天线，并生成在每个天线的表面电浆子经历了多重散射尽量减少天线间的冗余。这种方式，每个天线可以单独使用，天线的有效数目大幅增加导致超过 40 次。天线数目增加意味着在 MIMO 通信中，导致信息传输带宽增加多个输入通道的数量在增加。

要利用天线的无序安排的好处，团队不得不解决本质问题。随机无序排列的纳米天线多重散射是不可预测的和不能用于信息传输无特别措施。研究人员分析的多分散表面等离子体激元的各种光学输入模式，发现一个特定的光学输入的信号可以向特定的微处理器发送所需的信号。空间光调制器用于生成确定光学输入的信号，并能自由控制表面等离子体激元。”使用此”提供医生财。”我们证明了我们可以在同一时间传输信号到六个不同的微处理器，并证明了光学图像被转换成等离子体激元。