광성 결정 은 CMOS 를 넘어 광전자학 에 혁명 을 일으킬 수 있다

미래의 데이터 센터를 상상해 보세요. 이 미래는 과학 소설에 한정된 비전이었지만광성 결정 기술을 통해 가시화되고 있습니다.CMOS 기술이 물리적 한계에 접근함에 따라, 광학-전자 통합은 현재의 성능 장벽을 깨는 중요한 솔루션으로 나타납니다.

현미경 빛 의 미경: 광성 결정 이 어떻게 작동 하는가

광성 결정은 주기적인 굴절 지수 변동으로 인공적으로 만들어진 물질입니다. 이 구조적 주기성은 빛의 전파에 대한 전례 없는 통제를 가능하게 합니다.광자를 미세한 공간에 갇히면서 빛과 물질의 상호작용을 극적으로 강화합니다.기본적으로 나노 규모의 광학 미로처럼 작동하는 이 결정들은 복잡한 구조적 설계를 통해 빛 경로를 정확하게 조작할 수 있습니다.

반도체 기판에 첨단 나노 제조 기술을 사용하여 제조 된 광성 결정은 주기 구조를 신중하게 조정함으로써 다양한 광학적 현상을 달성합니다.

• 극강광에 갇힌 상태:광학 장치의 효율성을 높이기 위해 광자를 서브 웨일드 볼륨에 집중시킵니다.
• 느린 빛 효과:빛-물질 상호작용 시간을 늘리기 위해 빛의 전파 속도를 줄인다
• 음복절:새로운 광학 부품을 위한 비정상적인 빛 구부러기를 가능하게 합니다.

이러한 독특한 특성은 광학 결정을 광학 통합 회로에서 광학 메모리 장치를 소형화하고 전력 소비를 줄이는 변환 요소로 배치합니다.

크리스탈 유사성: 전자 에서 광선 으로

광성 결정이라는 용어는 고체물리학에서 영감을 얻었습니다.주기적 원자 배열은 전자 특성을 결정하는 주기적 잠재장을 만듭니다., 전도기, 단열기 및 반도체를 생산합니다.

이 기본 원리는 광학에도 적용됩니다. 전자파가 원자 규모의 주기율과 상호작용하는 것처럼빛의 파동은 광학 파장 (일반적으로 200-400nm) 과 일치하는 주기율의 인공 구조와 상호 작용합니다.이러한 차원을 설계함으로써 광성 결정은 특정 빛 주파수를 차단하는 완전한 광성 반구 물질을 포함하여 자연 물질에서 불가능한 광학적 특성을 달성합니다.

CMOS 너머: 광 전자 통합의 필수

계산 요구가 기하급수적으로 증가함에 따라 전통적인 CMOS 기술은 극복할 수 없는 장벽에 직면합니다.트랜지스터 소형화는 이제 원자 규모의 한계에 접근합니다., 속도와 에너지 효율에 걸림돌이 됩니다.

자율주행차부터 재난예보 시스템까지의 신흥 애플리케이션은 기존 전자제품이 제공할 수 없는 초저지연 처리 속도를 필요로 합니다.해결책은 원활한 광학-전자 통합에 있습니다., 광자의 속도와 효율을 전자 계산의 다재다능성과 결합합니다.

NTT의 광학 혁신: 통합의 길을 열고

반도체 제조의 발전은 광학 결정의 빠른 개발을 가능하게 했다. NTT의 나노 광학 연구의 두 십 년은 중요한 혁신을 가져왔다:

• 세계에서 가장 작은 용량 광자-전자 통합 (2019)
• 레코드 저전력 광적 변조기 및 트랜지스터
• 산업용 용량으로 사용할 수 있는 광학 결정 스위치

이러한 업적은 전례 없는 속도와 에너지 효율을 가진 광학 전자 회로를 가능하게 하고, 컴퓨터 아키텍처에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

IOWN 비전: 전 광학 미래

NTT의 혁신 광학 및 무선 네트워크 (IOWN) 이 비전 (All-Photonics Network, APN) 의 중심에 있으며,끝에서 끝까지의 광학 시스템:

• 초고량 데이터 전송
• 거의 0의 지연 시간 통신
• 에너지 소비가 급격히 감소

광학을 컴퓨팅과 메모리 시스템으로 통합함으로써 이 프레임워크는 정보 처리 패러다임을 근본적으로 변화시킬 수 있습니다.더 지속가능한 기술 생태계.