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信通学院饶云江教授团队在《自然通讯》发表光逻辑器件前沿成果
文:姚佰承 图:李艺威 来源:信通学院 时间:2022-06-16 3601

  近日,我校信息与通信工程学院饶云江教授团队在国际著名期刊Nature Communications(《自然·通讯》)上发表研究论文,题为“Nonlinear co-generation of graphene plasmons for optoelectronic logic operations”(非线性共激发的石墨烯等离激元光电逻辑操作)。团队博士生李艺威、安宁为论文共同第一作者,饶云江教授和姚佰承教授为论文通讯作者,电子科技大学信息与通信工程学院为第一作者单位。湖南大学、上海交通大学、中国工程物理研究院和德国耶拿大学等参与了研究工作。该研究得到国家重点研发项目、国家自然基金、欧盟地平线2020计划和之江实验室重大项目的支持。

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  基于全光芯片的光计算具有远超现有电子电路的带宽,被广泛认为是下一代信息处理器的革新技术。然而,受限于光子衍射极限,传统光子元件非常难以高密度集成,无法在有限尺度匹敌现有的纳米级集成电路规模。近十年来,石墨烯等离激元调控为此提出了新的解决方案。其拥有超高频率、超紧凑场约束和超快可调谐的独特优势,驱动碳基光信息处理成为了新的全球热点。但纵使性能优越,在光频多维度的产生、调控和探测石墨烯等离激元一直是公认的挑战,也是其逻辑功能实现的关键瓶颈。

  该研究首次提出以二阶光子非线性差频方法,在声子共振的石墨烯-光纤微结构异质波导中产生多个异频等离激元,其各自拥有独立的频率响应。在0-50THz的大带宽内,通过电子注入,实现了亚皮秒(>1THz)速度的等离激元幅频动态调控。进而在单个器件上,展现了丰富的电致光逻辑操作,涵盖了可选择的与、或、与非等基本功能。这一新方案实现了光场调控科学与信号处理技术巧妙的结合,为下一代超高速全光信息处理打开了新的大门。


  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-30901-8


编辑:赵海玲  / 审核:林坤  / 发布:陈伟