9月12日消息,据ScienceDaily 9月11日报道,丹麦技术大学(DTU)的研究人员制造出一种超小型纳米激光器,可让未来计算机芯片用光而非电来传输信息——在提升速度的同时,有望把计算机能耗降低约一半。研究由DTU NanoLab洁净室设施完成,DTU Electro的Jesper Mørk教授与熊蒙(Meng Xiong)、余翼(Yi Yu)等共同完成,成果已发表于科学期刊。

当前互联网主干已依赖光纤中的光传输信息,但计算机芯片内部的数据仍靠电子电路流动——这会产生热量并限制传输速度。纳米激光器可以把光通信直接搬上芯片:在芯片内高效产生光信号,信息几乎无能量损耗地移动,使未来设备更快、更冷、更节能。Mørk估计,在计算机中使用纳米激光器可使能耗降低多达一半。

这项工作的核心突破在「小」:未来以光通信为设计的芯片,需要数千个极小且高效的激光器协同工作,而该器件突破了激光器尺寸的常规极限。其核心是一种纳米腔(nanocavity)结构——在半导体膜上构建,能把电子和光聚集在极小区域内,将光俘获并浓缩在异常微小的空间中。未来数千个这样的激光器有望集成到单一微芯片上。

应用前景不止于计算:「纳米激光器开启了创造兼具高性能与极小尺寸的新一代组件的可能性,」Mørk表示,「在信息技术领域,超小、超节能的激光器可降低计算机能耗;在医疗传感领域,纳米激光器极强的光浓缩能力可提供高分辨率成像和超灵敏生物传感器。」对数据中心而言——AI算力爆炸使数据中心成为电力需求增长最快的部门之一——芯片级光互连是最受瞩目的降耗路径之一,DTU的纳米腔激光器为这一路线补上了关键器件拼图;对光刻、光谱检测等化工与材料表征场景,芯片级超小光源同样意味着便携化与低成本化的新空间。 (来源:Technical University of Denmark)