以声波形式存储光波信息的新型芯片

如果可以将光波转化为声波，在某种意义上而言，降低了光束的传输速度，由此可使光波存储更容易。

悉尼大学的研究人员发现了可将光波转化成声波，实现以声波形式存储光波信息。优势在于有利于消除处理器间的某些电子连接，进而帮助数据中心节能。该项研究发表在近期的《自然通讯》上。研究工作的负责人 Birgit Stiller （博士后）表示，“我们的任务就是利用光子“电线”替代电子连接（连接不同的处理器和计算机器），由此，光传输将可用于取代电连接”。

Stiller 团队设计了一款新型芯片，由螺旋形的波导（传输介质）组成。波导的材质是硫系玻璃（软玻璃），并且它被夹在两片硅玻璃（硬度更大）之间形成三明治结构。光束经过芯片时，会遇到另一束频率略有差别的光脉冲。这两种频率的差，即差频，比原始光波频率低 10 万倍，由此就将光波转化成了声波。

图丨芯片示意图

转化得到的声波在螺旋形波导中仅存在几个纳秒的时间。为了读出这一信号，再进行反向转换，使声波与另一光束相互作用得到初始光波，进而使数据以光子信息传输到输出侧。

标准的光导纤维中，纤维和外部包裹的电镀层折射率不同，可以防止光波从纤维中泄露。同样地，声波在波导（硫系玻璃）中的传输速度远低于在硅玻璃中的传输速度，因此可将声波保留适当位置，而不损失。光波转化成声波，传输延缓，可为不同处理器间不同信号的同步提供时间。这样的话，就没必要把光信号转换成电信号，也就解决了转换过程的耗能问题。该项成果有助于解决大型数据中心所面临的一个重要问题，即能耗。谷歌、亚马逊、微软等巨头公司均拥有大型的数据中心。

下一步的工作目标是通过设计和材料制备，延长声波的存储时间。并且，Stiller 团队希望进一步完善他们的工作，着眼于在未来几年内制造出芯片样品。

转自DeepTech深科技，详情请参考：https://spectrum.ieee.org/tech-talk/computing/hardware/storing-light-as-sound