本报讯 苏格兰圣安德鲁大学科学家日前制作出目前世界最小的光开关，且该开关由硅制成，具有集成入CMOS电子元件的潜力。该研究成果发表在近期的《光学通讯》期刊上。
这个新元件是一个基于定向耦合器的2×2开关。定向耦合器包含2个距离非常接近的波导，以致光能可从一个波导传到另一个波导。当定向耦合器处于关闭状态时，光沿着上部波导不受干扰地传至出口；而当定向耦合器通过加热方式开启时，光被切换至另一个波导，由下方出口传出。
该元件的高明之处在于，它将光子晶体纳米结构直接蚀刻在开关上。这个纳米结构可使光减速以在短距离内产生足够强的作用力，以此来缩小元件的尺寸。元件上具有光子晶体结构图案的部分每边均只有9微米，这要比现存元件小很多。研究人员表示，该元件可用作光路的基本结构单元，譬如将多个2×2开关级联起来即可得到16×16的大型矩阵开关。
研究人员称，该元件也可作为将信息编码至光束的光调制器，这比IBM公司不久前刚发布的调制器小了近10倍，这也意味着它的电容更小，因此开关速度可能会更快。研究人员推测，该调制器的信息传输率将高达每秒100吉比特，但缺点是带宽比较窄。该开关的工作带宽仅几个纳米，而IBM调制器的带宽可覆盖整个C波段。
研究论文上发表的开关由电子束光刻技术制成，研究人员指出这种开关也可以采用深紫外光刻技术来制作。研究团队目前正与英特尔及比利时IMEC公司合作，目的是证明纳米结构可以用更低的成本来制作。
记者 冯卫东 科技日报
