[发明专利]微机电系统和采用该微机电系统的光子互连

说明书

技术领域

本发明的实施例针对微机电系统和光子互连(photonicinterconnect)，并且更具体地说，针对微机电系统和采用微机电系统以动态地聚焦和对准数据编码的电磁辐射的光子互连。

背景技术

分布式计算是一种计算机处理方法，其中单个计算任务被划分成能够同时且分离地在分布式计算平台(“DCP”)的节点上运行的若干计算任务。节点可以是服务器、计算机、存储器、外围设备或任何其它数据处理和/或存储设备。计算机可包含一个或多个存储设备和一个或多个处理器。为了将数据分布在节点之间，节点通常经由高速、低延时的电互连而互连到交换机，该交换机用于在节点之间传输数据。图1示出了8-节点DCP 100的示意性图示。DCP 100包括节点102-109和交换机110。节点102-109被布置成两列，并经由数据传输电缆(诸如以太网电缆)而电子互连到交换机110。节点102-109能够存储在一个或多个机柜或箱体(未示出)中，并使用交换机110在节点102-109之间转发数据分组以进行处理。例如，交换机110能够用于将节点104生成的数据传输到节点103和107以进行进一步处理。

通常，DCP是用于并行处理应用的高效计算平台。然而，典型的DCP是效率低的能耗设备。具体地说，金属线经常用于互连节点和节点部件，并且通过金属线传输电信号所需的大部分能量作为热量耗散。例如，通过铜线传输信号所需的电能的大约80-90％都作为热量耗散。为了防止这种热量累积并造成对节点部件、线和其它电互连的不可修复的损坏，DCP通常位于空调室中，并且每个节点都可包含使空气在节点部件和电路板线上循环的一个或多个风扇。然而，冷却DCP所需的能量反而增加了操作DCP所需的能量总量。DCP的制造者、设计者和用户都已经认识到需要这样的互连：其在节点之间以及节点部件之间提供高带宽、高速的互连并且比典型DCP中所用的常规电互连使用更少的能量并生成更少的热量。

发明内容

本发明的各种实施例针对微机电系统和采用微机电系统的光子互连。本发明的一个微机电系统实施例包含透镜结构和致动器(actuator)。该透镜结构包含具有柔性弯曲表面的基本透明的膜(membrane)，以及流体(fluidly)耦合到该膜的装有流体的储存器。致动器系统在操作中(operably)耦合到所述储存器以便对所述流体施加压力从而改变所述膜的曲率和所述透镜结构的焦点。

附图说明

图1示出了8-节点分布式计算平台的示意性图示。

图2示出了根据本发明实施例的包含光子互连的10-节点分布式计算平台的示意性图示。

图3A-3B示出了根据本发明实施例的4-节点分布式计算平台的示意性图示，其中接收器用于检测由两个不同节点在不同时间生成的数据承载电磁辐射束。

图4示出了根据本发明实施例的其中光子互连位于节点部件上以进行板上光子通信的节点。

图5A-5B示出了两种类型的光子互连，每种光子互连都表示本发明的实施例。

图6示出根据本发明实施例的微机电系统的等距视图。

图7示出根据本发明实施例的图6所示的微机电系统沿线7-7的横截面图。

图8是数据编码的电磁辐射相对于时间的强度曲线图。

图9是从衍射光栅输出的5个衍射束的周期强度相对于衍射角的曲线图。

图10A-10B示出根据本发明实施例的使用图7所示微机电系统的数据承载电磁辐射束的动态对准和聚焦。

图11A-11C示出三个膜致动器系统，每一个都表示本发明的实施例。

图12示出了根据本发明实施例的三个旋转轴，图6所示的衍射光栅能够围绕这些旋转轴旋转。

图13A-13B示出了两个衍射光栅的基本上周期的元件，每一个都表示本发明的实施例。

图14A-14C示出根据本发明实施例的图13所示的三种类型衍射元件沿线14-14的横截面图。

图15示出根据本发明实施例的光栅光阀的等距视图。

图16A-16B示出根据本发明实施例的图15所示的光栅光阀沿线16-16的横截面图，其中使用该光栅光阀作为反射器和衍射光栅。

图17A-17B示出根据本发明实施例的光子互连的微机电系统。

具体实施方式

本发明的各种实施例针对微机电系统和采用微机电系统的光子互连。光子互连能够用于替代DCP的节点之间的某些电互连，并替代节点的部件之间的某些电互连。光子互连能够在节点之间以及节点部件之间提供更高的带宽和更高速的互连，并且比常规电互连使用更少的能量并生成更少的热量。