意外發現！科學家成功將頻率梳技術濃縮到單晶片上
科學發展往往充滿驚喜與意外，從牛頓與蘋果的故事到青黴素的發現，歷史上不少重大突破都是偶然間誕生。最近，哥倫比亞大學的科學家團隊就在研究光探測與測距技術（LiDAR）時，意外研發出一款晶片大小的頻率梳裝置，這項發現有望推動人工智能及光通訊技術的飛躍。
頻率梳（frequency comb）是將雷射光分拆成多個不同顏色頻道的技術，每個顏色代表一條獨立的光通訊頻道，令資料傳輸速度大幅提升。傳統上，頻率梳需要昂貴且耗能的高功率雷射和放大器，但這次研究團隊透過多模雷射二極體配合矽光子學技術，成功在單一晶片上實現同等效果，令整個系統更小型、更節能、成本更低。
該晶片利用一種「鎖定機制」來淨化本來較雜亂的雷射光，提升光波的相干性，然後將光線拆分成多個顏色頻道。這些頻道互不干擾，可以同時傳送多條數據流。這種技術類似於現今網絡中普遍使用的波分多工技術，但首次在單晶片上實現，為未來數據中心和量子設備帶來革命性改變。
哥大研究員Andres Gil-Molina表示：「我們將強大雷射濃縮成數十條高功率且純淨的光通道，這意味著可以用一個晶片取代多個雷射器，節省空間與成本，同時提升速度與能源效率。」這項技術特別適用於人工智能數據中心，因為它能大幅提升處理器與記憶體間的數據傳輸效率。
哥倫比亞大學另一位研究負責人Michal Lipson強調：「這是矽光子學發展的重要里程碑。隨著這項技術在關鍵基礎設施和日常生活中越來越普及，提升數據中心效率變得至關重要。」
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編者評論：將頻率梳技術微型化，助力AI與光通訊的未來
這項研究充分展現了科學創新中「偶然」的重要性：在追求改善LiDAR技術的過程中，意外發現了頻率梳的晶片化可能。這不僅為光通訊技術帶來新突破，更為人工智能數據中心等高密度運算環境提供了更高效的數據傳輸方案。
從技術角度來看，將多模雷射二極體與矽光子學結合，實現高相干光源的「淨化」，是解決傳統頻率梳龐大且耗能問題的關鍵。這個方向未來或許能推動更多光學元件的晶片化，令光通訊設備更輕巧、成本更低、功耗更小。
而對香港及亞洲地區來說，這種技術若能加速商業化，將有助推動本地數據中心和AI算力基礎建設升級，提升整體科技競爭力。尤其在面對AI運算需求爆炸式增長的當下，如何高效處理海量數據成為關鍵，這種晶片級頻率梳技術正是解決方案之一。
此外，這項技術的應用不僅限於AI數據中心，未來更可能影響光學時鐘、量子裝置及先進LiDAR系統等多個高科技領域，為科技發展開啟更多可能性。總括而言，這是一次小晶片帶來大能量的科學突破，值得持續關注其後續發展與商業應用。
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