偏振开关使超快光子计算机

英国牛津大学的研究人员表示，当被不同偏振光照射时，材料从一种状态切换到另一种状态，可以形成超快光子计算和信息存储的平台。 这些材料采用称为混合活性介电纳米线的结构形式，研究人员表示，它们可以成为并行数据存储、通信和计算的多线系统的一部分。

由于不同波长的光不会相互影响，因此光缆可以传输多个波长的光，并行传输数据流。 不同偏振的光也不会相互影响，因此原则上每个偏振都可以类似地用作独立的信息通道。 这将允许存储更多信息，从而显着提高信息密度。

研究的主要作者解释说，虽然用于传输数据的波长选择系统很常见，但偏振选择的替代方案尚未得到广泛探索 六月相李. “我们的工作展示了第一个使用偏振的可编程设备原型，它最大限度地提高了信息处理的密度，”他告诉 物理世界. 他补充说，在这方面，光子学比电子学具有巨大的优势，因为光的传播速度比电子快，并且在大带宽上起作用。 “事实上，我们设备的计算密度比传统电子设备大几个数量级。”

功能性纳米线

新型光子计算处理器由相变材料 Ge 制成的功能性纳米线组成₂Sb₂Te₅（GST）和作为电介质的硅。 研究人员将纳米线连接起来，每根纳米线有 15 µ米长和 180 纳米宽，到两个金属电极。 这种设置使他们能够测量通过 GST 的电流，同时他们用来自 638 nm 波长激光器的光脉冲照亮它。

当用这种光照射时，活性材料的相从高电阻（无定形）状态可逆地切换到导电（结晶）状态。 因此，研究人员可以使用入射光的偏振来调整有源层对光的吸收。

“有趣的一点是，每条纳米线都显示出对光脉冲特定偏振方向的选择性切换响应，”Lee 说。 “利用这个概念，我们实现了具有多条纳米线的光子计算处理器，这样多个偏振光可以独立地与不同的纳米线交互并执行并行计算。”

研究人员描述了这项研究，该研究发表在 科学进展, 作为大规模光子计算设备的早期工作。 “我们希望通过更改设备配置或使用集成光子电路来扩展此类功能，”Lee 透露。 “我们还想进一步研究其他可以利用极化特性的纳米结构。”