近日，中國科學院上海技術物理研究所紅外科學與技術重點實驗室（紅外物理國家重點實驗室）胡偉達團隊聯合國科大杭州高等研究院和浙江大學團隊在片上紅外光電邏輯門智能芯片研究方面取得了重要進展。成果以 “On-chip optoelectronic logic gates operating in the telecom band”為題發表在 Nature Photonics上。該工作得到了中國科學院、國家自然科學基金委、上海市科委等基金支持。

科研團隊團隊在硅基光電芯片上設計了多波導紅外光信號傳輸結構，通過操控范德華紅外探測單元的光電開關特性，在短波紅外通訊波段實現了多種二位布爾邏輯門以及組合邏輯功能。基于聯合局域場調控的設計思路，讓單個原型器件獲得了多個單元級聯的效果，大幅提升了紅外光電邏輯智能芯片的集成度，制備的范德華異質結原型芯片具備高帶寬多通道紅外光信號處理能力。進一步，該團隊驗證了片上紅外光電邏輯門智能芯片在圖像處理和通信領域的潛在應用，演示了其在目標邊緣提取、符號識別、紅外圖像融合以及加密解密等場景下的應用效果。該工作有望推進下一代新型光電邏輯計算智能芯片的發展。