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光學電腦

光學電腦. 組員 :4A0L0044 郭立翔 4A0L0123 林新耀 4A0L0137 郭穎豪 指導老師 葉義生教授. 目錄. 什麼是光學電腦 優缺點 為什麼要使用光學 計算 光學元件計算 VCSEL( 垂直表面發射激光器 ) WDM （波分複用 ） 發展的四大 難題 參考資料. 什麼是光學 電腦 ???. 利用 光子取代 電子， 進行數字運算、邏輯操作、資訊儲存及 處　　　理的 新型電腦 ，靠 鐳射 光束 進入反射鏡和透鏡組成的陣列進行 資訊處理 。. 優 . 缺點. 優點

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  1. 光學電腦 組員:4A0L0044 郭立翔 4A0L0123 林新耀 4A0L0137 郭穎豪 指導老師 葉義生教授

  2. 目錄 • 什麼是光學電腦 • 優缺點 • 為什麼要使用光學計算 • 光學元件計算 • VCSEL(垂直表面發射激光器) • WDM（波分複用） • 發展的四大難題 • 參考資料

  3. 什麼是光學電腦??? 利用光子取代電子，進行數字運算、邏輯操作、資訊儲存及處　　　理的新型電腦，靠鐳射光束進入反射鏡和透鏡組成的陣列進行資訊處理。

  4. 優.缺點 • 優點 • 光學計算的速度至少比現在電腦快1000〜100000倍。 • 能在同一硬體使用不同波長的光信號區隔出不同的運算，達成高度的並行運算 • 更高的性能與排放更少的熱量、噪音

  5. 優.缺點 • 缺點 • 使用光計算是簡單的計算和理解，但它有很多缺點，任何缺陷或光學元件上的灰塵會造成不必要的干擾。 • 光學元件，其生產仍然是昂貴的 • 必須建立新的高科技工廠

  6. 為什麼要使用光學計算？ • 為了更快地計算，它們的組件必須更小，通過減少它們之間的距離。 • 光學數據處理可以並行執行。

  7. 光學元件計算 • VCSEL • WDM

  8. VCSEL（垂直表面發射激光器） 以砷化鎵半導體材料為基礎研製，有別於LED和LD(Laser Diode)等其他光源。若一個邊射型雷射無法運作，不論是因為接觸不良或者是物質成長的品質不好，都會浪費製作過程與物質加工的處理時間。然而VCSEL可以在製造的任何過程中，測試其品質並且作問題處理。 • 具有體積小、圓形輸出光斑、單縱模輸出、閾值電流小、價格低廉、易集成為大面積陣列等優點，廣泛應用與光通信，光互連，光存儲等領域。

  9. WDM（波分複用） • 指在同一根光纖中同時讓兩個或兩個以上的光波長信號通過不同光信道各自傳輸信息，稱為光波分複用技術。 • 光波分複用包括頻分複用和波分複用。光頻分複用（FDM）技術和光波分複用（WDM）技術無明顯區別， 光波是電磁波的一部分，光的頻率與波長具有單一對應關係： • 光頻分複用指光頻率的細分，光信道非常密集。 • 光波分複用指光頻率的粗分，光信道相隔較遠，甚至處於光纖不同窗口。

  10. 發展的四大難題 體積過大: 要用光束取代電力，必須先做出「光子晶體」，如 同傳統電晶體一般的發出光束，研發之初受限於能源供應與材料限制， 要做出具備現行桌上型電腦功能的光學電腦，體積可能相當於一台汽車。 製作環境: 有些原料必須在太空，或極低溫下才能製作，都沒有矽晶片方便與便宜。 記憶體功能: 傳統電腦運算時，可以由「電源供應」暫存運算的過程與結果，但光目前在技術上仍 缺乏像「記憶體」一樣的東西來「留住光」。 關鍵元件不易開發: 光邏輯閘必須具備低運算、低儲存功率高運算速率與能積體化，還要能大規 模串接形成模組，並能平行化等好幾種困難條件。未來希望藉助奈米化量子化等新技術克服。

  11. 參考資料 • http://www.telegraph.co.uk/science/science-news/6128693/Optical-computer-performs-first-ever-calculation.html • http://forums.chinatimes.com/report/science/PDF/20080824.pdf

  12. 全名為垂直腔面發射激光器（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL），以砷化鎵半導體材料為基礎研製，有別於LED和LD(Laser Diode)等其他光源。 • 具有體積小、圓形輸出光斑、單縱模輸出、閾值電流小、價格低廉、易集成為大面積陣列等優點，廣泛應用與光通信，光互連，光存儲等領域。

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