记者26日从南京大学获悉，该校和美国加州理工学院研究人员共同设计出一种新型硅基光子芯片，初步实现了光的单向无反射传输，有效避免了光在传播过程中的互相干扰，这对实现光子通信具有重要意义。该研究的相关论文发表在25日出版的英国《自然·材料》杂志网络版上。
什么是光子通信?简单地说，就是利用照明设备、可见光实现通信，LED灯“一开一关”信息就传过去了。
光子通信具有容量大、损耗低、无危害、保密性能高等众多优势。比如，常用的无线射频通信中的射频信号对人体有害，且容易对其他设备产生电磁干扰，不适宜在电磁敏感区使用，光通信则没有这些;用窗帘遮住光线，信息就不会外泄至室外。
“光子通信还具有速度快的特点。光子芯片的使用可大大提高网络数据传输和运算速度。”参与该项研究的南京大学副教授卢明辉说，科学界希望光子能成为新的信息载体，希望光子芯片成为未来超高速通信和运算的主要信息处理器件。因此，光子通信相关的研究是各国科学家、企业研究的热点。
但是“如何实现非对称光信号的传输”成了科学家在研究光子芯片的过程中面临的重要难题。“也就是光在传播的过程中是多方向的，散乱的，而且会反射。”卢明辉说，他们的研究就是设计一种结构，让光线一直向前。
据介绍，这种被称为“非对称传输”的器件在现在电子和微波领域已得到广泛应用，如电子二极管。电子电路中的二极管能通过限制电流朝一个方向行进从而将电信号隔离开。中美研究人员的目标就是制备出“光子版”单向传输器件。
“我们对光子芯片的结构进行了改造，进行了全新的设计。”他介绍，研究人员去年设计出一种硅基光波导，光在波导内沿着一个方向传播，当它沿相反方向传播时则会弯曲。最近的研究则实现了光波导中光的完全单向无反射传播。
“光能一直向前，有效避免了其在传播过程中受到其他光源的干扰。”卢明辉说，这样，光子电路上不同元件发送和接收的信号就不会相互作用，光子芯片的工作就将变得更加稳定。这一研究成果拓展了光子晶体及传统超构材料的研究领域，为人工结构材料领域的发展开辟了新路径。不过，他表示，光通信相关的研究需要解决的难题还很多，实现光通信，市民可能还要等上十年二十年。
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