技術突破：新全光二極管可用於微型光電路

據物理學家組織網16日報道，英國國家物理實驗室（NPL）的研究人員研制出了一種全光二極管，新二極管能被用於微型光子電路中，有望為微納光子學芯片提供廉價高效的光二極管，從而對光子芯片和光子通信等領域產生重要影響。

北京大學現代光學研究所研究員肖雲峰對科技日報記者解釋說：“二極管能傳輸一個方向上的電流，但卻阻擋反向電流，是幾乎所有電子電路的基本組成元件，但現有的光學二極管需要大塊磁光晶體，嚴重阻礙了其在微納尺度上的集成，成為集成光子學領域面臨的重大挑戰之一。”

在新研究中，帕斯卡·德爾海耶博士領導的團隊將光發射到一個微諧振器（一個硅芯片上的玻璃微環）內。盡管微環直徑僅與人頭發絲相當，卻可使光在微環內來回傳播。利用微環增強的光學克爾效應，該團隊制造出了新的全光二極管。新二極管僅能在一個方向上傳輸光，且可集成到微納光子電路中，因此，克服了二極管需要大塊磁光晶體這一限制。

德爾海耶強調稱：“這些二極管有望為微光芯片提供廉價高效的光二極管，也將為可用於光學計算的新型集成光子電路鋪平道路，還可能對未來的光子通信系統產生重大影響。”

據悉，中國科學家也在該領域獲得了較好的成果，例如中國科學技術大學董春華博士利用微腔光力相互作用，得到了全光控制的非互易微腔器件，包括全光二極管和環形器等。

肖雲峰說：“盡管最新研究並非第一個全光二極管，但獲得的器件具有操作簡單、隔離度高等特點，是一個很有潛力的方案。當然，與現有的全光二極管方案類似，基於諧振腔的全光二極管往往存在帶寬限制，僅能在較窄的諧振模式內工作。未來還需進一步研究，突破其限制。”（記者 劉霞）