光器件微型化带来的机遇 术近年来都获得飞速的发展。光器件微型化,结合计的光栅动态变化,能变换出多少种应用出来?虽然现 算机对复杂信息系统的处理能力能给我们带来什么新在这个公司好像已经从人间蒸发了,但这条技术路线 的变化呢? 随着光器件的微型化一定会越走越宽 以往光信号在信息处理中,基本上只用到了光路 传输这一基本特性,甚至连电信号传输中常见的波形 Source Array 控制到了光信号中也只剩下开和关绝对0和1的世界 ( VCSELs 1X256 了。光的很多特性还远远未被挖掘出来。翻开物理教 科书可见的折射、干涉、衍射、偏振等等以前离我们 还遥远的光特性,已经开始走入了与计算机处理相结 Spatial Light Modulator 合的领域 Basic Function: 256256 电影《星球大战》里面出现的三维全息影像,其 想象的基础就是光干涉的全息原理。那看得见摸不着 An Optical Vector Matrix Multiplication(VMM)Core 的三维影像也许离我们就不远了。英国的一家 Light 图6. lenslet每秒8万亿次的光处理器(矩阵向量乘) Blue Optic公司正在利用LCOs(类似LCD)和相干 激光全息技术实现一种微型投影仪PⅤPro,其产品与 光器件微型化的脚步还在继续深入着。最后让我 Microvision有一拼 们以一个新的研究结果来结束本文。图7来自IBM的 硅纳米光研究小组。他们从2002年开始研究硅纳米 美国的 Light fleet公司去年推出的 corowave全广光技术,取得了一系列成果,包括1um的SO光波导 播光交换机,利用的是光的散射和空间不相干的特性5μm半径90转弯波导、O.7db微分光器,慢光控制 通过光散射实现广播,通过对焦实现特定光信号的接技术以及2007年底发布的100μm硅光调制器等。此 收。理论上,它可以解决电交换里面Al-to-Al数据图是他们设想的芯片内的全光交换。2008年3月他们 交换的难题。虽然自由空间交换的概念早就提出过,刚刚发布了最新的μm级光开关。 但这次是以一种 Startup公司产品的形式出现了。 Optical signals Delay lin PD/ Nx 10G Receivers→ NXN yopticalXo VLSI WDM Emitter Light Beams Vx 10G Transmitters sOI camier Collecting Lenses Electrical signals 图5. LightFleet的全广播光交换机 图7.BM硅纳米光研究组设想的片内光交换系统 更早些的2003年,以色列的 lenslet公司曾利用 集成电路微型化,也就是摩尔定律的40多年给 光透过光栅的卷积原理实现每秒8万亿次FFT运算的世界带来的巨大的变化。光器件的微型化会带来什么? 光处理器。设想一下,如果我们利用计算机控制中间我们拭目以待。 国糾字能补算技研定20年B月(双月刊·总第2期)13 光器件微型化带来的机遇 术近年来都获得飞速的发展。光器件微型化，结合计 算机对复杂信息系统的处理能力能给我们带来什么新 的变化呢？ 以往光信号在信息处理中，基本上只用到了光路 传输这一基本特性，甚至连电信号传输中常见的波形 控制到了光信号中也只剩下开和关绝对 0 和 1 的世界 了。光的很多特性还远远未被挖掘出来。翻开物理教 科书可见的折射、干涉、衍射、偏振等等以前离我们 还遥远的光特性，已经开始走入了与计算机处理相结 合的领域。 电影《星球大战》里面出现的三维全息影像，其 想象的基础就是光干涉的全息原理。那看得见摸不着 的三维影像也许离我们就不远了。英国的一家 Light Blue Optic 公司正在利用 LCOS（类似 LCD）和相干 激光全息技术实现一种微型投影仪 PVPro，其产品与 Microvison 有一拼。 美国的 LightFleet 公司去年推出的 corowave 全广 播光交换机，利用的是光的散射和空间不相干的特性： 通过光散射实现广播，通过对焦实现特定光信号的接 收。理论上，它可以解决电交换里面 All-to-All 数据 交换的难题。虽然自由空间交换的概念早就提出过， 但这次是以一种 Startup 公司产品的形式出现了。 图 5. LightFleet 的全广播光交换机 更早些的 2003 年，以色列的 lenslet 公司曾利用 光透过光栅的卷积原理实现每秒 8 万亿次 FFT 运算的 光处理器。设想一下，如果我们利用计算机控制中间 的光栅动态变化，能变换出多少种应用出来？虽然现 在这个公司好像已经从人间蒸发了，但这条技术路线 随着光器件的微型化一定会越走越宽。 图 6. lenslet 每秒 8 万亿次的光处理器（矩阵向量乘） 光器件微型化的脚步还在继续深入着。最后让我 们以一个新的研究结果来结束本文。图 7 来自 IBM 的 硅纳米光研究小组。他们从 2002 年开始研究硅纳米 光技术，取得了一系列成果，包括 1μm 的 SOI 光波导、 5μm 半径 90°转弯波导、0.7db 微分光器，慢光控制 技术以及 2007 年底发布的 100μm 硅光调制器等。此 图是他们设想的芯片内的全光交换。2008 年 3 月他们 刚刚发布了最新的 μm 级光开关。 图 7. IBM 硅纳米光研究组设想的片内光交换系统 集成电路微型化，也就是摩尔定律的 40 多年给 世界带来的巨大的变化。光器件的微型化会带来什么 ? 我们拭目以待