顕微鏡装置は赤外線ライトの処理を高速で可能にします

Published on November 17, 2012 at 4:40 AM

小さい洗濯板のように見える装置は赤外線ライトを処理するのに使用される現在の商品のクロックをきれいにするかもしれません。

結晶のケイ素はライス大学で研究者が設計している顕微鏡アンテナチップの 2 つの電極の間に坐ります。 チップ、空間的な光変調器の入射光が付いているカップルは赤外線ライトのおよび処理を信号処理および他の光学アプリケーションのために高速で可能にします。 (信用: Xu のグループ/ライス大学)

Qianfan Xu のライス大学の実験室による新しい研究は感知および撮像装置で、 (SLM)速の一桁を実行する潜在性と使用されるそれらのようなミクロンスケールの空間的な光変調器を作り出しました。 二次元の半導体チップの他の装置とは違って、米チップは三次元 「自由空間ではたらきます」。

Xu および彼の米の同僚は性質のオープンアクセス、オンラインジャーナル科学的なレポートの軽い変調のためのアンテナチップを今週詳しく述べました。

ライトの処理は情報経済に中央になりました。 レーザーが使用される感知からの機密保護外科ににライト反映のコンパクト・ディスクについておよびビデオ等価異形暗号およびすべての方法、考えて下さい。 ライトはテレコミュニケーションのための光ファイバを通して photonics の技術が改良すると同時にデータおよび分子スケールのシグナルを運びます。 発光ダイオード力のテレビの表示は (赤外線リモートをつかむ視聴者のために) およびホームの非能率的な電球を取り替え始めています。

しかしコンピュータスペースで、ライトは区切られ、ここからそこににそれを移動する導波管に結ばれる二次元の回路部品によってギャグで加工されてと、 Xu は言いました。 彼および彼の同僚は第 2 システムが 「利用しないなる 「多重光ビーム同じスペースで互いに影響を与えないで」。が伝播できる事実によって可能に光学の大きい多重型になる機能」を新しいペーパーで指摘します

研究者はイメージ投射、表示、ホログラフィックの、測定および遠隔測定アプリケーションの自由スペース SLMs については大きい潜在性を見ます。

簡単に言えば、米のチームの顕微鏡 SLM チップはその間金属電極に接続される肯定的そして否定的に添加されたケイ素の平板を坐らせるキャビティを形作る結晶のケイ素の nanoscale の肋骨です。 肋骨の位置はナノメータースケール 「摂動に応じて」あり、外で入射光とつなぐために共鳴キャビティを調整します。 そのカップリングはキャビティに入射光を引っ張ります。 赤外線ライトだけケイ素を通りますが、 SLM によって一度捕獲されて、反対側にチップをそれとして通ります処理することができます。 電極間の電界は伝達を高速で不規則に回します。

個々の SLMs はピクセルに類似して、 Xu は電気およびコンピューター工学の助教授何百万のそれら含んでいる製造業チップの可能性を見ます。

慣習的な統合された photonics では、 「ピクセルのアレイがあり、各ピクセルの伝達を高速で変更できます」と彼は言いました。 「光学ビームの経路にそれを置くとき、反対側出て来るライトの強度か段階を変更できます。

「LED スクリーンは空間的な光変調器です; ミラーが回るとプロジェクターの micromirror のアレイは」彼言いましたそうあります。 「各ピクセルはライトの強度を変更し、画像を見ます。 従って SLM は光学系の基本的な要素の 1 つですが、切り替え速度は限られています; 表示および投射のために良い一部はマイクロ秒に取り掛かることができます。

「各ピクセルにデータを置きたいと思えばしかし実際に情報処理をしたいと思えばそしてその速度十分によくないです」。 Xu は米のチームの装置が 「10 ギガビット/秒以上で可能性としてはシグナルを調整できることを言いました。

「ずっとどんな人々がしているかと」、彼と非常に異なっている言ったか私達がここに示す何。 「この装置によって、私達は高い収穫との非常に大きいアレイを作ってもいいです。 私達の装置はケイ素に基づき、商業 CMOS の工場で製造し非常に高速で動作できます。 私達はこれが複数の大きさの順序によって基本的に」。光学情報処理システムの機能を位取りできることを考えます

一例として、彼は装置が画像を処理するために始めに 8 時間を取った米で - - リアルタイムのビデオを扱う機能開発の単一ピクセルカメラを与えることができることを提案しました。

「または百万のピクセルのアレイがあることができシステムで本質的にデータ・スループットの百万のチャネルがあります並行してすべてのこの信号処理と」と彼は言いました。 「各ピクセルがキロヘルツだけで促進すれば、得なければマイクロエレクトロニックシステムと比較される利点の多くを動作すれば。 しかし各ピクセルがギガヘルツのレベルで働けば、です別の物語」。

Xu のアンテナが汎用計算のために適していないけれども、彼は、スーパーコンピュータと力で対等である光学処理タスクが可能であることができます言いました。 「光学情報処理は非常に熱くないです」、彼是認しました。 「それは plasmonics、 nanophotonics、それらの領域のように今早く開発していません。 しかし私は私達の装置がそのフィールドに再び」。興奮を置くことができることを望みます

ソース: http://www.rice.edu

Last Update: 19. November 2012 15:23

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