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“能量收集”可以提高光电效率

作者:双擂    发布时间:2017-12-02 09:15:18    

罗伯特·阿德勒利用美国研究人员开发的新“能量收集”技术,可以提高使用光和电来处理信息和通信的快速硅芯片的效率基于硅的光电器件有望通过提高通过系统馈送信息的速度以及可以处理的数据量或带宽来彻底改变计算和电信但是现有装置需要大量光线并且还会释放出不可接受的热量现在,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)的一个团队已经找到了一种方法,通过让光电器件“收获”电子来产生电流而不是热量来提高光电器件的效率在硅中执行基本光学操作,例如放大和调制光,将一个波长转换为另一个波长以及激光,需要强光束该光以非线性方式与硅相互作用,这对于有用的光学效应是必需的然而,将强光束推向硅也会导致称为双光子吸收的问题当硅的晶格的一部分同时吸收两个光子时,就会发生这种情况,从而释放更多的电子以吸收更多的光子 “这就像是连锁反应,”加州大学洛杉矶分校光电子实验室负责人Bahram Jalali说 “这个问题很重要,”他补充道 “你必须有非线性过程,所以你必须用力泵送硅当你用力抽水时,硅变得像海绵一样 - 它会吸收所有光线“计算机芯片巨头英特尔尝试了一种解决双光子吸收问题的方法他们围绕着一个硅基激光器,其正负电荷扫除了吸收光的电子(参见基于硅的激光器突破预示着实用性)然而,该技术效率极低 - 该设备产生的废热比可用光产生的热量多125倍 Jalali和加州大学洛杉矶分校的同事Sasan Fathpour和Kevin Tsia想知道是否可以利用双光子吸收作为发电方式他们发现,在硅基激光器上增加一个二极管会产生电场,从而可以收获自由选举,从而可以产生电力贾拉利说:“这是大自然允许你吃蛋糕的地方之一”最近几个月,Jalali的团队已经在另外两个简单的硅基器件中实现了这种光伏效应 - 光学调制器和波长转换器但他们认为这种方法适用于全系列的光电应用,从teraflop计算机芯片到横贯大陆的通信线路 “你可以把它应用到任何遭受损失的光学设备上,”Fathpour说 “这是一种非常聪明的方法,”纽约州罗彻斯特大学的应用物理学家Philippe Fauchet说 “我根本没想到它,这总是一个惊喜”加州大学洛杉矶分校团队将于5月11日在美国马里兰州的激光和电光学会议上展示其研究结果更多关于这些主题:

 

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