美国DARPA将50米长的光纤缩减到微芯片大小

12/10/2013，据美国国防部先进研究计划局网站2013年11月26日报道，美国国防部先进研究计划局（DARPA）的iPhoD项目获得成功，微芯片尺寸的集成光延迟波导显示出低信号损失的特性。

　　长线圈可以波导任何引导光线的结构，就像普通的光纤可在光的传输创建一个延时。这种光延迟可应用在军事中，从小型导航传感器到宽带相控阵雷达和通信天线。光纤已能实现极低的信号损失，这是其作为全球互联网支撑的一个优势，但是仅限于某些光子延迟的应用。光纤与微芯片尺寸的光子系统的连接要求敏感、劳动密集型的组装和容易出现信号损失的有大量连接的系统。DARPA资助的研究人员开发出新的方法，在芯片上集成低信号损失的波导长线圈，在尺寸减小和性能上取得飞跃。

　　DARPA的集成光子延迟(iPhoD)项目目的是创建新类型的与光纤的损失接近的光子波导。这种新波导构建在芯片上，包含用于延迟光的达50米的卷材。相同长度的传统光纤线圈有一小杯果汁大小。这些波导采用现代硅加工来实现亚微米精度和更高效的制造。项目取得的成果是一个新的组件，比之前同类型的更小和更精确。

　　iPhoD项目开始之前，最好的集成波导的信号损失为1分贝每米，总长度只有几米，DARPA项目经理乔希-康威说。在iPhoD项目下，两个研究小组创造出的芯片损失仅为每米0.05分贝左右。亚毫米波弯曲直径，描述了波导如何紧密绕圈才能不出现显著的信号损失，允许在单个芯片上有50米的光学延迟。

　　iPhoD项目近日成功完成，加州大学圣芭芭拉分校(UCSB)和加州理工学院领导的研究团队展示了研究成果。

　　UCSB开发的超低损失、实时延时芯片由氮化硅组成。选择这种材料，是因为其允许各种设备和材料的集成从而减少整体系统的尺寸、重量和功率需求。UCSB的研究人员也展示了三维波导叠加，这项技术带来了更长的波导长度，从而更长的光子延迟。

　　加州理工学院的研究人员采用不同的方法制造芯片尺寸的波导。加州理工学院的波导是由二氧化硅构成，俗称玻璃，展示出的低损耗超过27米。

　　“对于性能相当或优于光纤基设备的光学波导而言，这些结果是首次的。”康威补充道，“芯片尺寸的波导有更小的尺寸，新的集成的可能性保证了先进的，紧凑的军事系统应用，如战术陀螺仪。”（中国航空工业发展研究中心 胡燕萍）





来源：中国国防科技信息中心