上海交大开发新型光模式耦合器实现前所未有的光传输数据速率

  在科技快速的提升的今天，每秒传输和处理的数据量大幅度的增加，这对我们的网络带宽和数据传输速度提出了更高的要求。未解决这个问题，科研人员开始探索新的数据传输方式，其中最具潜力的就是光学互连。

  光学互连是一种利用光而不是电来建立数据传输通道的技术，它可以通过一种称为模式分复用（MDM）的技术提供令人难以置信的高速。这种技术的出现，为我们提供了一种新的、更高效的数据传输方式。

  然而，尽管光学互连的潜力巨大，但到目前为止报告的MDM系统的速度仍然有限。这是因为器件制造中的缺陷导致波导的折射率变化。为了解决这一个问题，科研人员开始尝试开发一种新型的光模式耦合器，这种耦合器可以操纵在附近总线波导中传播的特定光模式。

  上海交通大学的苏一凯教授和他的团队就是其中的一员。他们成功地在MDM系统中采用了这种技术，实现了前所未有的数据速率。他们的研究成果已经在Advanced Photonics上发表。

  这项研究的主要亮点是光模式耦合器的创新设计。这种结构可以操纵在附近总线波导中传播的特定光模式，例如携带总多模信号的纳米线。耦合器可以将所需的光模式注入总线波导或从中提取一个光模式，将其发送到不同的路径。

  研究人员定制了耦合器的折射率，使其在存在制造误差的情况下，在广泛的耦合区域中与所需的光模式发生强烈相互作用，从而实现高耦合系数。他们通过利用梯度折射率超材料（GIM）波导实现了这一目标。

  总的来说，这项研究可能会为咱们提供急需的数据速率提升，特别是在大规模并行数据传输和计算常见的领域。这可以转化为硬件加速、大规模神经网络和量子通信方面的新基准。