加州理工学院的工程师开发出在光子芯片上隔离光的新方法，只允许光单向传播。这一发现将领导下一代计算机芯片技术：使计算机更高速和数据损失更少的光子芯片。（图片来源：Caltech/ Liang Feng）

美国加州理工学院的一个研究小组近日宣布，下一代计算机芯片技术——光子芯片的通信电路研究获得重要进展。使用以光（而不再是电）为媒介的集成电路，光子芯片可以让计算机在光纤通信网络中有更快的速度和更少的数据损失。研究报告发表在8月5日的《科学》杂志上。

“我们想要取下电子芯片上的每个元件，并在光子芯片上重建它们”，电子工程学博士、加州理工学院纳米制造研究组成员、该研究论文的主要作者冯亮（Liang Feng，音译）说。

研究人员提出了一种新技术，以隔离硅芯片中的光信号。孤立的光信号是单向传播的，如果没有被隔离，光信号将在不同元件间反复来回传播，从而形成干涉，导致芯片不稳定。在电子电路中，二极管被用于隔离电信号使其单向传播。该研究的目标是建立一个类似二极管的装置，被称为光频隔离器。它只允许光从一个元件向另一元件单向传播。“我们想构建一个装置，使你能看见我，但我看不见你”，冯亮说。

为了实现这一目的，冯亮等人设计了一个0.8微米直径的光波导管。这种光波导管允许光往一个方向传播；但当光反向传播时，它会改变光的传播模式。两种传播模式互不干扰，从而使两组光线能相互穿越。

目前这项研究还处于试验阶段，但研究人员已经研制成可嵌入硅芯片的光频隔离器。光芯片的传输速度已达到10Gb每秒，但由于该隔离器技术尚不完善，它还无法投入市场应用。因而光频隔离器将成为光芯片能否实际应用的关键所在