電子發(fā)燒友網(wǎng)訊：一個(gè)優(yōu)秀的技術(shù)工程師不可能只是沉浸于一個(gè)狹小的技術(shù)領(lǐng)域中閉門造車，足夠優(yōu)秀的工程師總是能在工程設(shè)計(jì)中運(yùn)用發(fā)散思維整合各種最新科技或前沿技術(shù)，打開(kāi)創(chuàng)意產(chǎn)品設(shè)計(jì)之門，為通往優(yōu)秀工程師之路上積聚點(diǎn)滴技術(shù)精華而添磚加瓦。為供電子發(fā)燒友網(wǎng)工程師讀者參考之需，電子發(fā)燒友網(wǎng)整合了令人拍案叫絕的《絕對(duì)新科技！最熱前沿技術(shù)精彩賞析》系列絕對(duì)新科技文章，后期還將陸續(xù)推出其他相關(guān)系列，敬請(qǐng)留意。

一、超級(jí)DNA硬盤：1立方毫米可存儲(chǔ)704TB數(shù)據(jù)

早期的研究已經(jīng)可以把DNA做成電路或小工廠，但從沒(méi)見(jiàn)過(guò)將DNA當(dāng)做存儲(chǔ)介質(zhì)的。哈佛大學(xué)的研究人員卻將這一夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。

這個(gè)由喬治·切齊（George Church）、瑟里拉姆·庫(kù)蘇里（Sriram Kosuri）和高原（Yuan Gao，音譯）領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)可以將96比特?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)到DNA鏈中。具體方法則是為腺嘌呤、鳥嘌呤、胞嘧啶和胸腺嘧啶分別賦予二進(jìn)制值，隨后通過(guò)微流體芯片對(duì) 基因序列進(jìn)行合成，從而使該序列的位置與相關(guān)數(shù)據(jù)集相匹配。

這項(xiàng)技術(shù)表面看起來(lái)似乎沒(méi)有什么了不起，但用微觀物質(zhì)存儲(chǔ)宏觀數(shù)據(jù)卻會(huì)達(dá)到意想不到的效果：1立方毫米即可存儲(chǔ)704TB的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于數(shù)百個(gè)硬盤的 容量。雖然這一成果令人振奮，但流程還很緩慢，因此不能存儲(chǔ)對(duì)時(shí)效性要求較高的數(shù)據(jù)。另外，DNA中的細(xì)胞可能會(huì)破壞DNA鏈，所以不適合數(shù)據(jù)傳輸。

但無(wú)論如何，如此大的數(shù)據(jù)密度還是有望備份全人類的知識(shí)。不過(guò)，多數(shù)人的想法可能更加實(shí)際——什么時(shí)候能用可以承受的價(jià)格買到一塊有機(jī)硬盤？

二、 美工程師打造氚電池，可持續(xù)20年微供電

一家總部位于美國(guó)邁阿密的公司City Labs最近取得了制造、銷售其NanoTritium系列betavoltaic電源產(chǎn)品的官方許可；該產(chǎn)品內(nèi)含少量放射性同位素 ── 氚 （tritium），這種元素常在出口標(biāo)示或是潛水表中。

City Labs所取得的產(chǎn)品銷售許可，讓終端使用者能取得安全可靠的betavoltaic電源產(chǎn)品，免除了官方文件往來(lái)、以及對(duì)使用者進(jìn)行放射性物質(zhì)知識(shí)訓(xùn)練的麻煩。此外，這類已取得許可產(chǎn)品的購(gòu)買者也不用事先取得放射性物質(zhì)使用執(zhí)照。

據(jù)了解，City Labs的12.3年半衰期（half life）氚放射性同位素電池，具備很長(zhǎng)的續(xù)航力；在第一個(gè)12年的使用周期內(nèi)，只會(huì)消耗一半的電池電力。無(wú)論在任何溫度或環(huán)境因素下，該種電池會(huì)持續(xù)性的發(fā)射出低功率的電子，這與傳統(tǒng)的電池大不相同，后者是依賴壽命短暫的化學(xué)反應(yīng)來(lái)產(chǎn)生電子并提供電力。

City Labs是在2005年4月由邁阿密的兩位企業(yè)家Peter Cabauy與Denset Serralta所創(chuàng)立，他們率領(lǐng)了一個(gè)由來(lái)自國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、各大學(xué)的科學(xué)家與工程師組成的團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)造了第一款可商用的氚電池；該NanoTritium系列電池是在2008年完成開(kāi)發(fā)，鎖定強(qiáng)化加密安全性的國(guó)防系統(tǒng)存儲(chǔ)器備用電源應(yīng)用。

而現(xiàn)在氚betavoltaic電池的應(yīng)用，開(kāi)始拓展到國(guó)防以外的領(lǐng)域，包括居家保全、醫(yī)療以及其他工業(yè)工程應(yīng)用；該種電源可為不易或無(wú)法更換電池、或是電池壽命至關(guān)重要的低功率微電子裝置與傳感器提供電力。City Labs型號(hào)P100a的氚betavoltaic電源，號(hào)稱可為微電子平臺(tái)提供至少20年的持續(xù)性納瓦（nanoWatt）電力。

City Labs 表示已委請(qǐng)國(guó)防承包業(yè)者Lockheed Martin測(cè)試該公司的電池產(chǎn)品，確認(rèn)該產(chǎn)品的運(yùn)作可符合規(guī)格，并能耐受極端溫度（-50°C ~ +150°C）以及震動(dòng)、高度等惡劣環(huán)境條件。該公司在2011年完成首輪募資，并曾取得美國(guó)空軍的百萬(wàn)美元合約。

三、 IBM發(fā)現(xiàn)半導(dǎo)體電子自旋螺旋，將改變存儲(chǔ)技術(shù)現(xiàn)狀

位于蘇黎世（Zurich）的IBM研究中心（IBM Research）與瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）研究人員宣布，觀察到了半導(dǎo)體中的持續(xù)性電子自旋螺旋（persistent spin helix），此結(jié)果可能對(duì)未來(lái)信息的存儲(chǔ)與處理技術(shù)帶來(lái)沖擊。

IBM表示，該研究團(tuán)隊(duì)觀察到了半導(dǎo)體內(nèi)同步移動(dòng)了數(shù)十微米（micrometer）的電子自旋，而且這些電子同步移動(dòng)的模式很類似跳華爾滋的一對(duì)舞者。此外研究人員也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)同步化的電子從半導(dǎo)體晶格通過(guò)，能將電子自旋協(xié)調(diào)的周期延長(zhǎng)至30~1.1納秒（nanosecond）。這樣的結(jié)果意味著可利用電子自旋取代電荷做為資料儲(chǔ)存與處理的基礎(chǔ)，如此就可克服芯片體積縮小所帶來(lái)的極限。

蘇黎世IBM研究中心的納米系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)物理學(xué)家Gian Salis表示：“舉例來(lái)說(shuō)，就算一開(kāi)始所有的電子對(duì)都是由面朝北方的“女舞者”開(kāi)始移動(dòng)，過(guò)了一會(huì)兒之后，所有旋轉(zhuǎn)的電子對(duì)都會(huì)被導(dǎo)往不同的方向。我們現(xiàn)在能鎖定那些“舞者”旋轉(zhuǎn)的速度以及移動(dòng)的方向，如此就能透過(guò)完美的“編舞”，讓某個(gè)特定區(qū)域的“女舞者”面朝同樣的方向。”

這種控制以及操縱、觀察電子自旋的能力，是未來(lái)開(kāi)發(fā)以自旋為基礎(chǔ)、可利用電氣編程的晶體管之重要步驟。而鎖定電子自旋的概念早在2003年就被提出，自從那時(shí)候開(kāi)始，有一些實(shí)驗(yàn)也曾發(fā)現(xiàn)可進(jìn)行該種鎖定的跡象，但迄今一直都沒(méi)有被直接觀察到。研究團(tuán)隊(duì)是利用自旋軌道的交互作用來(lái)取得同步化，并以短雷射脈沖來(lái)監(jiān)測(cè)數(shù)千個(gè)電子自旋。

通常這類電子自旋的旋轉(zhuǎn)都是隨機(jī)的、而且方向性松散，科學(xué)家現(xiàn)在則能觀察到那些自旋是如何巧妙排列成一種規(guī)律的條紋狀（stripe-like）圖案，也就是所謂的持續(xù)性電子自旋螺旋。以上實(shí)驗(yàn)是利用ETH所提供，經(jīng)過(guò)精密設(shè)計(jì)的超純凈砷化鎵 （gallium arsenide）來(lái)進(jìn)行。

不過(guò)要想將自旋電子研究成果商業(yè)化，還有非常多障礙需要克服；其中一個(gè)就是自旋電子研究通常需要在低溫之下進(jìn)行，好將電子自旋與周遭環(huán)境之間的交互作用降到最低。IBM研究人員的實(shí)驗(yàn)就是在凱式溫度40度（Kelvin，攝氏零下233度）進(jìn)行；這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成果論文（Direct mapping of the formation of a persistent spin helix）發(fā)表在8月號(hào)Nature Physics期刊。

四、取代電子電路！世界最小半導(dǎo)體激光器誕生

電子發(fā)燒友網(wǎng)訊：德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的物理學(xué)家們說(shuō)，他們與***和中國(guó)的同事們共同研究開(kāi)發(fā)出了世界上最小的半導(dǎo)體激光器。

調(diào)查報(bào)告說(shuō)，這項(xiàng)研究是光子技術(shù)從計(jì)算機(jī)到醫(yī)學(xué)的應(yīng)用上的一個(gè)突破！

“我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種在低于3D衍射極限下運(yùn)行得很好的納米激光器設(shè)備，” 一位來(lái)自德克薩斯大學(xué)的物理學(xué)教授Chih-Kang “Ken” Shih在一則聲明中說(shuō)，“我們相信我們的研究會(huì)對(duì)納米科技產(chǎn)生很大的影響。”

Shih和他的同事們?cè)诒局艿摹犊茖W(xué)》雜志上首次報(bào)道了低于3-D衍射極限的連續(xù)波。當(dāng)發(fā)射的時(shí)候，納米激光器會(huì)發(fā)出綠色的光，激光太細(xì)了以至于裸眼都無(wú)法看到。

研究人員說(shuō)，對(duì)于快速、小型、低能量的量子科技來(lái)說(shuō)，小型化的半導(dǎo)體激光器是關(guān)鍵。比如超高速計(jì)算機(jī)芯片，用來(lái)探測(cè)、處理和研究疾病的高度靈敏的生物傳感器，還有下一代通信技術(shù)。這樣的光子設(shè)備能利用納米激光器來(lái)產(chǎn)生光學(xué)信號(hào)和傳輸信息，并且有可能會(huì)取代電子電路。但是，研究人員表示，目前光子設(shè)備的尺寸和性能暫時(shí)不對(duì)外公開(kāi)的。

物理系研究生夏洛特·桑德斯（Charlotte Sanders）與Ken Shih教授的研究幫助開(kāi)發(fā)出世界上最小的納米激光器。

（照片來(lái)源于：Alex Wang，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校）

研究人員稱，這種新器件是由參雜了氮化銦鎵的氮化鎵異質(zhì)納米棒構(gòu)成的。這兩種合金是普遍用于LED的半導(dǎo)體。納米棒被安置在一層原子級(jí)薄的硅絕緣層銀膜頂層，研究人員說(shuō)。

根據(jù)德克薩斯大學(xué)發(fā)出的一份聲明，Shih的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)發(fā)出超過(guò)15種新的材料。原子平滑是一致的，開(kāi)發(fā)光子設(shè)備，不會(huì)散開(kāi)也不會(huì)失去等離子體，這些電子波被用來(lái)移動(dòng)大量的數(shù)據(jù)的電子波。

Shih說(shuō)，對(duì)于低損耗數(shù)據(jù)的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，原子級(jí)光滑的表面電漿結(jié)構(gòu)能夠滿足其新器件要求。

對(duì)于發(fā)展完全片上通信系統(tǒng)的芯片來(lái)說(shuō)，納米激光器被看作是一很重要的組成部分。它將能夠阻止熱量積聚和在多個(gè)芯片間傳遞數(shù)據(jù)時(shí)信息的損失。

“電子和光子之間的大小不匹配一直是實(shí)現(xiàn)芯片上的光通信和計(jì)算系統(tǒng)最大的障礙。” ***清華大學(xué)教授、前Shih的博士生Shangjr Gwo說(shuō)。

五、 上海理工大學(xué)發(fā)現(xiàn)逆多普勒效應(yīng)，或催生隱形斗篷

隱形斗篷這一科幻技術(shù)未來(lái)將可能成為現(xiàn)實(shí)，宇宙大爆炸和中宇宙膨脹現(xiàn)象有可能得到顛覆性的解讀。上海理工大學(xué)光學(xué)工程學(xué)科團(tuán)隊(duì)首次在負(fù)折射光子晶體中觀察到了光波波段逆多普勒頻移的物理現(xiàn)象，并在最新出版的《自然· 光子學(xué)》上刊出該研究成果。這是世界上首次在光學(xué)領(lǐng)域證實(shí)多普勒效應(yīng)的逆轉(zhuǎn)，將在天文學(xué)、醫(yī) 學(xué)、微電子工業(yè)等方面得到應(yīng)用。

多普勒效應(yīng)是指當(dāng)觀察者和光波源之間存在著相對(duì)移動(dòng)時(shí)，光波的頻率會(huì)發(fā)生改變的現(xiàn)象。當(dāng)物體光源和觀察者距離不斷靠近時(shí)，光頻率增高顏色變藍(lán)，反之則變紅。而多普勒效應(yīng)逆轉(zhuǎn)則說(shuō)明當(dāng)光源和觀察者距離不斷靠近時(shí)，光頻率不增高反而降低，光頻率從藍(lán)色波長(zhǎng)減小至紅色波長(zhǎng)。

這一效應(yīng)最早由前蘇聯(lián)物理學(xué)家在1968年作出理論預(yù)言，但一直未得到實(shí)驗(yàn)證實(shí)。上海理工大學(xué)上海市現(xiàn)代光學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在莊松林院士領(lǐng)導(dǎo)參與下，由陳家璧教授率領(lǐng)的科研組成功逆轉(zhuǎn)了這種在自然條件下無(wú)法發(fā)生的效應(yīng)。

研究人員通過(guò)用硅研制出一種人造納米結(jié)構(gòu)的晶體——被稱為“光子晶體”的物質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)折射率。通過(guò)向這個(gè)獨(dú)特的光子晶體“超級(jí)棱鏡”發(fā)射激光束，并且改 變“超級(jí)棱鏡”與探測(cè)器間的距離，成功創(chuàng)造了多普勒效應(yīng)逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)最終得到的光子晶體折射棱鏡，其微米量級(jí)刻蝕深寬比達(dá)到了25∶1，這意味 著將1億根直徑為頭發(fā)絲三十五分之一、長(zhǎng)度50微米的硅介質(zhì)圓柱整齊排列，刻劃在硅片上。

逆多普勒效應(yīng)將推動(dòng)如隱形斗篷等科幻技術(shù)未來(lái)的發(fā)展，其成為現(xiàn)實(shí)的速度可能會(huì)超過(guò)大部分人的想象。

六、 美科學(xué)家創(chuàng)造由超流態(tài)原子循環(huán)構(gòu)成的原子電路

根據(jù)美國(guó)國(guó)家技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)研究院（NIST）的研究結(jié)果，圍繞環(huán)形軌道運(yùn)行的超低溫原子證實(shí)了超流體（超導(dǎo)的原子形態(tài)）有潛力賦予用于高精確度陀螺儀的傳感器跟蹤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的能力。

當(dāng)氣體溫度接近絕對(duì)零度時(shí)，便會(huì)凝結(jié)為超流體，可以像永動(dòng)機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，類似SQUID（超導(dǎo)量子干涉儀）讓電子繞超導(dǎo)環(huán)旋轉(zhuǎn)。這樣的原子SQUID能讓超精準(zhǔn)的陀螺儀尺寸縮小到MEMS的大小。

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院的研究人員與馬里蘭州立大學(xué)（University of Maryland）合作創(chuàng)造了首個(gè)由超流態(tài)原子循環(huán)構(gòu)成的原子電路，可以通過(guò)激光控制的柵欄（barrier）實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)。研究小組已經(jīng)可以演示工作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)破紀(jì)錄的40秒的永動(dòng)機(jī)——被稱為持續(xù)電流。

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院表示他們將向原子技術(shù)（atomtronics）時(shí)代前進(jìn)，所有電路元器件都會(huì)基于原子級(jí)的機(jī)制，可以駕馭量子效應(yīng)以創(chuàng)造超導(dǎo)體、超導(dǎo)電線（Superinsulator）和超流體設(shè)備。

原子規(guī)模的由超冷鈉氣（紅色）環(huán)繞而成的環(huán)。

左圖是激光柵欄阻止原子流動(dòng)后的形態(tài)；右圖是激光柵欄關(guān)閉后的狀態(tài)。

七、 美科學(xué)家研發(fā)可吹塑的合金：BMGs材料

幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直試圖找到或制造出這樣一種材料，既能像塑料一樣具有良好的可塑性和較低的加工成本，又能像鋼一樣具有很好的強(qiáng)度和耐久性。這并非不切實(shí)際的幻想，據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，日前美國(guó)耶魯大學(xué)的科學(xué)家們已實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。

耶魯大學(xué)材料學(xué)家簡(jiǎn)·施洛爾斯領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組證明，由他們制成的一種塊體非晶合金（BMGs）材料能夠像制作玻璃或塑料制品一樣吹膜成型，且不會(huì)犧牲其原有的強(qiáng)度和耐久性。相關(guān)論文已在線發(fā)表在國(guó)際材料學(xué)著名期刊《今日材料》雜志上。

據(jù)介紹，這種材料由包括鋯、鎳、鈦和銅在內(nèi)的多種金屬構(gòu)成。其材料成本與高端鋼材大致相同，但加工成本卻和塑料一樣便宜。吹塑過(guò)程在低溫低壓下 進(jìn)行，此時(shí)這種非晶合金會(huì)逐漸軟化，并能像融化的塑料一樣流動(dòng)，但又不會(huì)像普通的金屬一樣出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，由此為后續(xù)的吹塑工作帶來(lái)了前所未有的便捷。為了達(dá)到并保持理想的精度和溫度，吹塑過(guò)程能在真空或液體中進(jìn)行。

施洛爾斯說(shuō)，目前金屬材料加工中面臨的關(guān)鍵問(wèn)題就是如何避免不必要的摩擦，而對(duì)于這種合金材料來(lái)說(shuō)則完全不存在這個(gè)問(wèn)題，借助吹塑工藝就可以制 造出任意復(fù)雜形狀的物體，最小可到納米級(jí)。到目前為止，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)用該材料制造出了無(wú)縫金屬瓶、表殼等外形較為簡(jiǎn)單的物品和用于微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）的 微型諧振器以及生物醫(yī)學(xué)植入物等結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的設(shè)備。這些材料的加工過(guò)程不到一分鐘，但強(qiáng)度可以達(dá)到普通鋼材的兩倍。

此外，通過(guò)吹塑法來(lái)加工塊體非晶合金，該團(tuán)隊(duì)還將傳統(tǒng)金屬加工的三大步驟（成型、接縫、精加工）合為一步，從而免去此前繁瑣、費(fèi)時(shí)、耗能的加工程序，在時(shí)間上新工藝最短只需一分鐘。

“這可能成為金屬加工的一種全新模式，”施洛爾斯說(shuō)，“憑借其獨(dú)特的性能，它將有望成為一種極具潛力的新型材料，就如同當(dāng)年的合成塑料一樣，在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域引發(fā)一場(chǎng)革命。”

據(jù)了解，不久前蘋果公司與擁有該項(xiàng)專利的液體金屬科技公司簽署協(xié)議，獲準(zhǔn)在消費(fèi)電子領(lǐng)域使用這項(xiàng)技術(shù)。或許在未來(lái)的幾年內(nèi)我們就能用上由該材料制成的筆記本電腦和手機(jī)。

八、 蘋果借助近場(chǎng)磁共振技術(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)線電力傳輸

據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)日前報(bào)道，蘋果公司最近提交的一項(xiàng)專利申請(qǐng)顯示，該公司研發(fā)出了一種無(wú)需充電墊的新型無(wú)線充電技術(shù)。借助該技術(shù)，iPhone和iPad等電子設(shè)備只需放在臺(tái)式機(jī)或筆記本旁邊就可自行完成充電。

據(jù)了解，這項(xiàng)名為“本地計(jì)算機(jī)環(huán)境中無(wú)線電力應(yīng)用”的專利，目的是在中距離借助近場(chǎng)磁共振技術(shù)（NFMR）實(shí)現(xiàn)無(wú)線電力的傳輸。

雖然在蘋果的這項(xiàng)專利中并未提及任何特定的設(shè)備，但這種充電方式的前景十分誘人。它意味著通過(guò)這種方式，無(wú)線鍵盤、鍵鼠、iPhone或 iPad等設(shè)備只要放在距離臺(tái)式機(jī)或筆記本電腦1米內(nèi)就可完成充電，整個(gè)過(guò)程不需要專門的充電墊，不需要尋找合適的插頭、充電器或USB口。

九、 全球最小的石墨烯調(diào)制器實(shí)現(xiàn)高速光通訊

美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校（University of California-Berkeley）的美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）納米科學(xué)暨工程中心（Nanoscale Science and Engineering Center），最近開(kāi)發(fā)出一款號(hào)稱全球最小的石墨烯調(diào)制器。這個(gè)由伯克利教授Xiang Zhang率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)聲稱，該研究突破將在未來(lái)實(shí)現(xiàn)在智能手機(jī)上以數(shù)秒鐘下載整部電影。

目前的光學(xué)調(diào)制器是通過(guò)以電子信號(hào)切換激光的開(kāi)與關(guān)，來(lái)加速系統(tǒng)間的長(zhǎng)途通訊。而高速光通訊技術(shù)正轉(zhuǎn)向應(yīng)用于短距離通訊，未來(lái)甚至能應(yīng)用于便攜式裝置，加快大型文檔的傳輸速度。

但遺憾的是，目前的光學(xué)元件都是離散式的，體積笨重，還需要采用諸如砷化銦鎵等三五族半導(dǎo)體材料。對(duì)此Zhang表示，若以石墨烯（純碳薄片）來(lái)制作調(diào)制器，就能將高速光通訊技術(shù)所需元件變得夠小、成本降低，并整合到移動(dòng)裝置芯片之中。

Zhang 的研究團(tuán)隊(duì)所開(kāi)發(fā)的石墨烯光學(xué)調(diào)制器，尺寸比一般三五族半導(dǎo)體同類元件小100倍，面積約只有25平方微米（Micron）。該元件的運(yùn)作原理是在石墨烯 所制作的光波導(dǎo)（optical waveguide）上施加交流電場(chǎng)，當(dāng)電子信號(hào)在峰值時(shí)，電場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致石墨烯變得不透光，因此關(guān)閉由激光所驅(qū)動(dòng)的波導(dǎo)；而當(dāng)接近調(diào)制范圍的中心時(shí)，石墨烯 就會(huì)變得透明，然后接通激光。

號(hào)稱全球最小的石墨烯調(diào)制器，是以電子信號(hào)來(lái)開(kāi)關(guān)激光，可望實(shí)現(xiàn)快速、尺寸更小、成本更低廉的光通訊解決方案

（來(lái)源：UC Berkeley）

在開(kāi)發(fā)新元件的過(guò)程中，研究人員還發(fā)現(xiàn)，石墨烯的運(yùn)行帶寬比一般窄帶寬（10納米）的三五族半導(dǎo)體調(diào)制器大許多，范圍可達(dá)到100倍、橫跨數(shù)千納米──從超紫外光到紅外線。Zang表示，其研究團(tuán)隊(duì)所開(kāi)發(fā)的原型是運(yùn)行于1GHz頻率，但可擴(kuò)展至500GHz。

“石 墨烯材料讓我們能制作出尺寸相當(dāng)小巧的調(diào)制器，而且速度可望能比目前的技術(shù)快十倍。”Zang是與同校教授Feng Wang與博士后研究員Ming Liu、Thomas Zentgraf，以及客座教授Baisong Geng，還有博士研究生Erick Ulin-Avila、Long Ju等共同進(jìn)行這項(xiàng)研究。

十、 MIT高分辨率裸眼3D技術(shù)原型演示效果

近美國(guó)麻省理工學(xué)院媒體實(shí)驗(yàn)室描述了一種用于呈現(xiàn)較高分辨率3D圖象的新算法。據(jù)發(fā)明者表示，這種高分辨率3D技術(shù)無(wú)須佩帶眼鏡，也不會(huì)減少亮度或限制觀眾觀看的方位，與傳統(tǒng)的自動(dòng)立體顯示技術(shù)類似。

Ramesh Raskar教授的相機(jī)文化團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了該技術(shù)的原型。該技術(shù)是將立體相機(jī)拍攝的圖象分成分別適于左右眼的兩幅圖象，然后分別計(jì)算每一個(gè)像素垂直和水平兩個(gè)方向的視差。接著，該新技術(shù)淘汰了垂直條縫視差屏障方法將原始圖象傳送至正確的眼睛，而是使用一種適應(yīng)當(dāng)前3D每一像素信息數(shù)量的自定義多角度的視差屏障。（注1*）

MIT的原型使用了兩層分別計(jì)算每幅圖象視差屏障的液晶顯示屏，結(jié)果使得自動(dòng)立體顯示的圖象更明亮，因?yàn)樗幌駛鹘y(tǒng)的裸眼3D顯示屏那樣把每個(gè)像素的亮度都減半了。同時(shí)這一計(jì)算方法使觀眾變換方位時(shí)也完全能感受到圖象的3D效果。（注2*）

由于視差屏障模塊低亮度耗能少，顯示器本身耗能也比傳統(tǒng)裸眼3D方法更少。但是，每個(gè)像素創(chuàng)建一個(gè)自定義的視差屏障使得計(jì)算復(fù)雜性大大增加，因而需要額外的電源。

為了補(bǔ)救這一缺陷，研究者目前正在努力簡(jiǎn)化算法的復(fù)雜性，同時(shí)設(shè)計(jì)加速芯片來(lái)抵消創(chuàng)建自定義視差屏障的額外功耗，使高分辨率3D顯示屏得以實(shí)現(xiàn)。

相機(jī)文化團(tuán)隊(duì)成員包括Ramesh Raskar和Doug Lanman教授，博士后研究員Yun Hee Kim以及博士研究生Matthew Hirsch。

放棄使用雙鏡頭相機(jī)未剪輯的左右圖象，MIT使用如上圖所示的雙層LCD內(nèi)容自適應(yīng)視差屏障

（注1*：祼眼3D主要工作方式是這樣的：對(duì)于每幀畫像，需要生成兩幅畫面，一個(gè)適用于左眼，一個(gè)用于右眼。這些畫面被細(xì)分為很細(xì)的垂直分段并交替 排列。而后用圖像通過(guò)視差屏障來(lái)觀察，其實(shí)主要就是一個(gè)劃有很多垂直狹縫的觀察屏。視差屏障被調(diào)節(jié)為可在平行方向區(qū)別人的兩個(gè)眼睛。所以擺放好屏，并且如 果觀察者在相對(duì)于屏的正確空間方向，那么左眼將只能看到適于左眼的畫面，同樣右眼只看到適于它的畫面。如施展魔法一般，一幅3D圖象出現(xiàn)了。但其局限性不 少。）

（注2*：麻省理工小組利用雙LCD方法，但不用垂直條形屏障，他們屏障是由數(shù)以千計(jì)的、與下方圖像相匹配的小孔隙構(gòu)成的。當(dāng)圖像改變，屏障也跟著變。這需要大量的數(shù)學(xué)計(jì)算，輔助以獨(dú)特的算法，專為持續(xù)改變屏障取向和多種方式通光而設(shè)計(jì)。）