半导体纤芯光纤本身或许就能够执行「电-光-电」转换，而无需依赖发射端的电-光转换器，以及接收端的光电转换器.
美国宾州州立大学(Penn State)的研究人员表示，很快地，半导体纤芯(core)光纤本身
或许就能够执行昂贵的「电-光-电」转换，而无需依赖发射端的电-光(electronic-optical)转换器，以及接收端昂贵的光电(optical-electronic)转换器。
这项新发明是在1.7微米内径的玻璃毛细管中结合单晶矽芯，并在两端固化密封，形成单晶矽，从而在两端结合了较便宜的单晶矽锗以及单晶矽。这项研究是由美国宾州州立大学(Penn State)材材料科学与工程系教授Venkatraman Gopalan、John Badding以及博士研究生Xiaoyu Ji共同执行的。
如今所使用的简易型光纤仅能沿着由软性聚合物涂层包覆的玻璃管道发射光子。最佳的讯号经由从玻璃反射至聚合物的方式保留于光纤中，因而在长距离的传输过程中几乎无任何讯号损耗。遗憾的是，从电脑传送的所有资料都需要在发射端使用昂贵的电光转换模组。
相同的,接收器也是一个需要在接收端使用昂贵光电转换器的电脑。为了加强讯号，不同城市之间的超长距离需要「中继器」进行更高灵敏度的光-电转换，接着放大电子，然后再经过超强的电光转换器，让光讯号通过至下一个中继器，最终到达其目的地。
宾州州立大学的研究人员们希望开发以智慧半导体填充的光纤，赋予其可在自身进行电-光-电转换的能力。目前，该研究团队尚未达到目标，但已成功地在其半导体光纤中结合需要的所有材料，并证实能同时传送光子与电子。接下来，他们需要在光纤的两端图案化单晶矽，以便即时执行必要的光-电与电-光转换。
这种超小的单晶矽芯也让Ji得以使用雷射扫描仪，以华氏750-900度的温度在玻璃芯的中央熔融和精炼晶体结构，从而避免矽污染玻璃。
因此，从Badding首度尝试，到完美结合智慧半导体与简易型光纤于相同的光-电光纤，已经花了10年多的时间了。
接下来，研究人员将开始进行最佳化(以便使智慧光纤达到媲美简易型光纤的传输速度与品质)，并为实际应用图案化矽锗，包括内视镜、成像与光纤雷射等。
编译：Susan Hong(参考原文：Smart Semi Fiber Does It All，by R. Colin Johnson)
(文章来源: EET 电子工程专辑)
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标签: 半导电光纤 单晶矽 转换器