范德比尔特大学玛丽莎·夏皮罗 泵浦探针实验的示意图，显示了从左侧注入波导的1550纳米飞秒脉冲(亮蓝色)，以及从上方照射嵌入的VO2片段(绿色)的1670纳米选通飞秒脉冲(红色)
衰减的脉冲(淡蓝色)传播到检测器(未示出)
信用:韦斯，哈格伦德等
亚拉巴马州 范德比尔特的研究人员开发了下一代超高速数据传输，这可能使已经高性能的计算“按需”成为可能
“这项技术通过使用硅钒二氧化物混合波导消除了数据流中的瓶颈，这种波导可以在不到万亿分之一秒的时间内打开和关闭光线
这篇题为“混合VO2:硅波导在1550纳米下的亚皮秒响应时间”的文章发表在12月15日的《高级光学材料》杂志上
四
合作者科尼利尔斯·范德比尔特大学电气工程、物理学和材料科学与工程教授沙伦·维斯和物理学教授理查德·哈格伦德首先证明了在单个信道上实现超过每秒1太比特的数据速率是可能的
他们通过加入少量二氧化钒(一种超快开关相变材料)来扩展硅光子学的能力，从而制造出一种混合硅芯片
当另一个光脉冲击中二氧化钒时，注入硅波导的光脉冲被选择性地关闭
关闭光脉冲然后再开启的惊人速度是二氧化钒的材料特性和两个激光脉冲在二氧化钒中相互作用的持续时间的结果
硅波导是在橡树岭国家实验室纳米材料科学中心制造的，是能源部赞助的用户项目的一部分
二氧化钒的掺入是在范德比尔特纳米科学与工程研究所进行的
“我们的长期合作——由两个研究生在VINSE洁净室的一次谈话引发——已经导致了使用硅波导的超快光开关的演示，”VINSE的主任韦斯说
“这意味着，当它在信息高速公路上行驶时，我们可以非常快速地打开和关闭灯，信息高速公路的厚度小于你头发的厚度，而你的头发是由电脑和手机中的相同材料制成的
" 硅光子学使用光脉冲代替电流脉冲来传输大量数据作为信息位(0和1)
数据可以被编码成光脉冲，通过光纤传输
当光脉冲到达目的地时，光电探测器将光转换回电子数据信号
自从20世纪80年代后期开始对硅光子学进行研究以来，这种方法极大地提高了计算机的处理速度和计算能力
现在，几乎日常生活的每个部分都有在线或数字组件，商业和工业技术公司对改进光学计算技术非常感兴趣
哈格伦德说:“通过使用这条信息高速公路，我们可以比任何人更快地打开和关闭电灯，这意味着通过使用电灯，未来的计算机可以运行得更快，而且比现在的计算机耗电更少。”
韦斯和哈格伦德说，实现这一改变游戏规则的创新的下一步将是优化二氧化钒成分的尺寸、形状和体积，并研究混合波导的替代配置
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