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微小的光子器件可以用來(lái)尋找新的系外行星，監(jiān)測(cè)我們的健康，并使互聯(lián)網(wǎng)更加節(jié)能。來(lái)自瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的研究人員現(xiàn)在提出了一種可以改變規(guī)則的微型梳子，它可以使先進(jìn)的應(yīng)用更接近現(xiàn)實(shí)。微梳子是一種光子器件，能夠在一個(gè)被稱(chēng)為微諧振器的微小腔體上產(chǎn)生無(wú)數(shù)的光頻率--顏色。
這些顏色是均勻分布的，所以微梳子的行為就像一把 "光做的尺子"。該裝置可用于測(cè)量或產(chǎn)生極其精確的頻率。
在近期的《自然光子學(xué)》雜志上的一篇文章中，八位查爾姆斯的研究人員描述了一種基于兩個(gè)微諧振器的新型芯片上的微梳子。這種新型微梳是一種相干的、可調(diào)諧的、可重復(fù)運(yùn)用的器件，其凈轉(zhuǎn)換效率比目前的技術(shù)水平高10倍。
"這些結(jié)果之所以重要，是因?yàn)樗鼈兇砹艘环N獨(dú)特的特性組合，在效率、低功耗操作和控制方面，這在該領(lǐng)域是未有的，"Chalmers微技術(shù)和納米科學(xué)系的博士生、新文章的第一作者Óskar Bjarki Helgason說(shuō)。
Chalmers的研究人員并不是第一個(gè)在芯片上演示微梳的人，但他們開(kāi)發(fā)的方法克服了該領(lǐng)域幾個(gè)眾所周知的限制。關(guān)鍵因素是使用兩個(gè)光腔--微諧振器--而不是一個(gè)。這種安排帶來(lái)了獨(dú)特的物理特性。新開(kāi)發(fā)的微型梳子非常小，可以裝在人的頭發(fā)末端。梳齒之間的縫隙非常大，這為研究人員和工程師提供了巨大的機(jī)會(huì)。
由于幾乎所有的測(cè)量都可以與頻率聯(lián)系起來(lái)，因此構(gòu)成的微蜂窩系統(tǒng)提供了廣泛的潛在應(yīng)用。例如，它們可以從根本上降低光通信系統(tǒng)的功耗，在數(shù)據(jù)中心的互連中，一個(gè)芯片級(jí)的微蜂窩就可以取代幾十個(gè)激光器。它們還可以用于自動(dòng)駕駛車(chē)輛的激光雷達(dá)，用于測(cè)量距離。
另一個(gè)可以利用微梳子的令人振奮的領(lǐng)域是用于校準(zhǔn)致力于發(fā)現(xiàn)類(lèi)地外行星的天文觀測(cè)站中使用的光譜儀。
極為精確的光學(xué)時(shí)鐘和我們手機(jī)的健康監(jiān)測(cè)應(yīng)用程序是進(jìn)一步的可能性。通過(guò)分析我們呼出的空氣的成分，人們有可能在早期階段診斷疾病。
"為了使這項(xiàng)技術(shù)切實(shí)可行，并在實(shí)驗(yàn)室之外找到它的用途，我們需要將更多的元素與微共振器共同集成，如激光器、調(diào)制器和控制電子裝置。這是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，可能需要5-10年的時(shí)間和工程研究的投資。但我相信，這將會(huì)發(fā)生。"在查爾姆斯領(lǐng)導(dǎo)該研究項(xiàng)目的Victor Torres Company說(shuō)。他繼續(xù)說(shuō)道"有趣的進(jìn)步和應(yīng)用是那些我們還沒(méi)有設(shè)想到的。這將有可能通過(guò)在同一芯片上擁有多個(gè)微蜂窩的可能性來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們可以用幾十個(gè)微梳子實(shí)現(xiàn)什么，而用一個(gè)微梳子是做不到的？"
(原標(biāo)題：微小的新型光子設(shè)備可幫助發(fā)現(xiàn)系外行星 還可檢測(cè)疾病)
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