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光电处理器;将智能手机转为3D扫描仪;显示透明金属薄膜。

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光电子用现有制造建造
只使用在现有的微芯片制造设施中发现的过程,研究人员在麻省理工学院, 这加州大学伯克利分校,科罗拉多大学已经生产了一个工作光电微处理器它以电子方式计算,但利用光来移动信息。

研究人员提醒说,光通信有望降低芯片的功耗——这本身是令人满意的,但对于保持我们所期望的计算能力的稳定增长也是必不可少的。

这种发展应该使光学通信一方面对计算机行业更具吸引力。另一方面,它已经令人生畏的工程挑战更加困难。

麻省理工学院电气工程教授Rajeev Ram解释说,必须利用新物理和新设计来弄清楚如何利用制造晶体管的原料和工艺配方,并利用它们来制造光电探测器、光调制器、波导、滤光片和光接口。指的是将数据编码到不同波长的光上、通过芯片传输、然后解码所必需的光学元件。

研究人员生产了一种工作的光电芯片,用于电子方式计算,但使用光来移动信息。该芯片具有850个光学组件和7000万个晶体管,典型微处理器的亿奇数晶体管显着小于展示商业光学芯片所需的所有功能。(来源:麻省理工学院)

研究人员生产了一种工作的光电芯片,用于电子方式计算,但使用光来移动信息。该芯片具有850个光学组件和7000万个晶体管,典型微处理器的亿奇数晶体管显着小于展示商业光学芯片所需的所有功能。
(来源:麻省理工学院)

该项目始于RAM,VladimirStojanović和Krste Asanovic之间的合作,然后是在MIT电气工程系和计算机科学教师的麻省理工学院。STOJANOVİ和ASANOVIC自移到BERKELEY以来,他们,RAM和MILOSH A. POPOVIEIN,他是MIT的研究生和POSTDOC,然后是科罗拉多州的电气工程助理教授,是一个描述的纸质的高级作者新芯片。

他们加入了19个共同作者,其中八个在这项工作完成后在麻省理工学院,其中四位第一作者中有两个:陈太阳和杰森奥特特的研究生,谁加入了IBM的T. J. Watson研究中心

该芯片具有850个光学组件和7000万个晶体管,典型微处理器的亿奇数晶体管显着小于展示商业光学芯片所需的所有功能。

把智能手机变成有算法的3D扫描仪
这一进步可以使高质量的3D扫描变得更便宜、更容易获得,布朗大学研究人员发明了一种算法这有助于将智能手机和现成的数码相机转换为结构光3D扫描仪。

Gabriel Taubin,工程师和计算机科学副教授的实验室一直专注于从相对低成本的成本获得3D图像捕获,因为今天市场上的3D扫描仪非常昂贵或无法进行高分辨率图像捕获,so they can’t be used for applications where details are important.

非同步结构光:结构光扫描通常需要投影仪和相机同步。一项新技术消除了同步的需要,这使得用智能手机进行结构光扫描成为可能。(来源:Taubin Lab/Brown University)

非同步结构光:结构光扫描通常需要投影仪和相机同步。一项新技术消除了同步的需要,这使得用智能手机进行结构光扫描成为可能。
(来源:Taubin Lab/Brown University)

大多数高质量的3D扫描仪使用一种被称为结构光的技术来捕捉图像。投影仪将一系列的光模式投射到物体上,而相机则捕捉物体的图像。这些图案在一个对象上和周围变形的方式可以用来渲染一个3D图像。但要让这项技术发挥作用,图案投影仪和相机必须精确同步,这需要专门和昂贵的硬件。

布朗大学开发的算法使结构光技术可以在投影仪和相机之间不同步的情况下完成,这意味着现成的相机可以使用无束缚的结构光闪光灯。相机只需要具备以突发模式(每秒连续几帧)捕捉未压缩图像的能力,这是许多单反相机和智能手机都能做到的。

金属薄膜使显示器更实惠,高效
根据宾夕法尼亚州研究人员发现,一种既透明又导电的新材料可以使大屏幕显示器、智能窗户,甚至触摸屏和太阳能电池更实惠、更高效。

氧化铟锡,目前用于展出市场的透明导体超过90%,一直是过去60年来的主导材料,团队提醒,但在过去十年中,铟的价格急剧增加在显示器和触摸屏模块中,成为智能手机和平板电脑中的主要成本驱动因素,因为它们占成本的占的近40%。虽然内存芯片和处理器获得更便宜,但显示器从代代生成更昂贵。制造商已经搜索了可能的ITO更换,但直到现在,没有任何匹配ITO的光学透明度,导电性和易于制造的组合。

宾州国家团队从不同的角度接近这些问题。研究人员使用薄 - 10 nm - 一种叫做不寻常的材料的薄膜相关的金属其中电子像液体一样流动。虽然在大多数传统金属中,例如铜,金,铝或银,电子像气体一样,在相关金属中,如钒酸锶和钒酸钙,它们类似于液体。根据研究人员,这种电子流产生高光学透明度以及高金属状导电性。

图示钒酸锶(橙色)和钒酸钙(蓝色)的晶体结构。红点是氧原子排列成8个八面体围绕着一个锶或钙原子。钒原子可以在每个八面体中看到。(来源:宾夕法尼亚州)

图示钒酸锶(橙色)和钒酸钙(蓝色)的晶体结构。红点是氧原子排列成8个八面体围绕着一个锶或钙原子。每个八面体内可以看到钒原子。
(来源:宾夕法尼亚州)

换句话说,他们试图通过改变电子的有效质量来使金属透明。他们选择的材料中,负电荷电子之间的静电相互作用,相对于它们的动能,是非常大的。由于这种强烈的电子关联效应,电子彼此“感觉”,表现得像液体而不是不相互作用的粒子的气体。这种电子液体仍然具有很高的导电性,但当你用光照射它时,它的反射性就会降低,从而变得更加透明。



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