等離激元材料可實現(xiàn)超快全光通信

　　ICCSZ訊 研究人員制備了一種“等離氧化材料”，這種材料有利于全光通訊，這種通訊比傳統(tǒng)通信技術快10倍。在光通訊中，激光脈沖可用于在光纖中傳遞信息，包括電話業(yè)務、網絡和光纖電視等。來自普渡大學的研究人員表明，使用AZO光學材料可改變光的反射，且需要的能量更少。

　　低能量是非常重要的，因為如果你想要非?？焖俚剡M行操作，那么你需要低能量消耗。否則，你的材料可能會更熱，且會熔化。全光學意味著在整個過程中并不使用電子信號來控制系統(tǒng)，數(shù)據流合控制信號等都是由光脈沖來完成。對于光反射量的調控是非常必要的，尤其是對于潛在的商業(yè)應用，例如數(shù)據傳輸?shù)取?ldquo;我們可以通過控制膜來調控反射量。你可以通過改變光反射量來進行數(shù)據編碼，反射量的改變最終會導致透射量的改變。”Kinsey說。該材料可在近紅外光譜區(qū)域工作，而這也正是光通信采用的波長范圍。這種技術也可能帶來高速光通信方面的進步。研究人員創(chuàng)造了一種全光等離子調制器，這種調制器采用CMOS兼容的材料。

　　在電子器件中，硅基晶體管對于控制能量和放大信號等是必不可少的。而光學晶體管具有類似的功能，只是其傳遞速度會更快。將材料放置在激光條件下會引起材料中的電子激發(fā)，從而發(fā)生躍遷，產生自由電子和空穴，而最終電子會和空穴發(fā)生復合。晶體管的切換速度則取決于傳統(tǒng)半導體材料完成一個周期所需要的時間。在這種新型AZO薄膜系統(tǒng)中，完成整個過程大概需要350飛秒，比晶體硅要快5000倍。而速度方面的提升至少可以使得設備的反應速度可提高10余倍。

　　AZO薄膜的折射率幾乎是零，其具有非常不同的性質。和其他材料不同，金屬材料可以將折射率降低到1甚至0以下。當電磁波從一種介質到另一種介質的時候會發(fā)生彎曲，而每一種材料都有自己的折射率。激光脈沖會改變AZO的折射率，反過來對于反射光的調控也可以有利于提高材料的性能。當你操作的范圍內折射率很低，那么效果就會更好，從而提高反射改變量和透射該變量。

　　一種新型低溫合成技術對于材料的性能是至關重要的。“對于商業(yè)應用來說制備溫度不能太高，因為溫度太高會損壞芯片或者設備。通過改變制備溫度，你也可以改變材料的性能。”Kinsey說。不僅如此，AZO使得調節(jié)超材料稱為可能，并可以加快商業(yè)步伐。