激光是一种转化设备，但一项技术挑战阻止了它们进一步转化。它们发出的光会反射回激光本身，使其不稳定甚至失效。在现实世界中，这一挑战是通过使用磁性来阻挡有害反射的大型设备来解决的。然而，在芯片规模上，工程师们希望有一天激光能改变计算机电路，有效的隔离器被证明是难以实现的。

在这种背景下，斯坦福大学(Stanford University)的研究人员表示，他们已经发明了一种简单而有效的芯片级隔离器，可以放置在一层比一张纸薄数百倍的半导体材料中。

“芯片尺度的隔离是光子学中巨大的开放挑战之一，”斯坦福大学电子工程教授、12月1日发表在《自然·光子学》杂志上的这项研究的资深作者耶莱娜·沃夫科维奇说。

“每一束激光都需要一个隔离器来阻止反向反射进入激光并使其不稳定，”亚历山大·怀特(Alexander White)说，他是vukovsky实验室的博士候选人，也是这篇论文的共同第一作者。他补充说，该设备对日常计算有影响，但也可能影响下一代技术，如量子计算。

纳米级隔离器很有前景，原因有几个。首先，这个隔离器是“被动的”。它不需要外部输入，也不需要复杂的电子或磁性，而这些技术挑战阻碍了芯片级激光器的发展。这些额外的机制导致设备过于笨重，不适合集成光子学应用，并可能导致电干扰，损害芯片上的其他组件。另一个优点是，新的隔离器也是由常见和众所周知的半导体基材料制成，可以使用现有的半导体加工技术制造，可能会简化其大规模生产的道路。

新的隔离器的形状像一个圆环。它是由氮化硅制成的，氮化硅是一种基于最常用的半导体——硅的材料。强初级激光束进入环，光子开始沿顺时针方向绕环旋转。与此同时，反向反射的光束会以反时针方向旋转，被送回圆环。

“我们放入的激光能量循环了很多次，这让我们可以在环内建立。这种不断增加的功率改变了较弱的光束，而较强的不受影响，”共同第一作者Geun Ho Ahn解释说，他是电子工程专业的博士生，研究了导致较弱光束停止共振的现象。“反射光，而且只有反射光，被有效地抵消了。”

然后，初级激光离开环，在所需的方向上被“隔离”。

vuuzkoviic和他的团队已经建造了一个原型作为概念的证明，并且能够将两个环形隔离器级联在一起以获得更好的性能。

“下一步包括研究不同频率光的隔离器，”vukovsky实验室的博士后学者Kasper Van Gasse说。“以及在芯片规模上更紧密地集成组件，以探索隔离器的其他用途，并提高性能。”

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。