8月22日消息，德国马克斯·普朗特光科学研究所（MPL）、汉诺威莱布尼茨大学（LUH）和耶拿莱布尼茨光子技术研究所（IPHT）的研究团队在液芯光纤（LiCOF）研究中取得突破：将光纤内的液体用-196°C的液氮冷却，使芯体从液态变为固态后，光纤不仅保留了导光能力，还能同时引导超声波，光与声的相互作用强度达到常规光纤的1000倍以上。

研究人员利用这一异常强的相互作用——布里渊-曼德尔施塔姆散射——演示了光声存储器，这是光纤内实现光子神经形态计算的关键组件。其原理依赖光速与声速之间的巨大差异：快速光波携带的信息可以转移到慢得多的声波中临时保存，随后再转换回光信号。由于冷冻液芯光纤内光声耦合效率极高，该技术有望大幅降低未来光子计算系统的能耗。

研究团队由MPL"量子光声学"研究组负责人Birgit Stiller教授领导，Simon Seiderer为三位共同第一作者之一。项目建立在与IPHT耶拿的Markus Schmidt教授和Mario Chemnitz教授长期合作的基础上，后两者是液芯光纤研究的先驱。冷冻这一步骤的加入使团队在光纤内部实现了远超以往的非线性效应。

Stiller表示，冷冻液芯创造了一个全新的物理平台，在易于操作的同时提供了极端非线性。除了高效光声存储器，这种级别的光声耦合还为神经形态计算、量子信息处理、微波光子学和高精度传感打开了新的可能。该工作展示了材料相变（液态到固态）如何从根本上改变光纤的光学与声学特性——密度和折射率等物理性质在相变中的变化，被转化为器件性能的跃升。

对光通信与光计算产业而言，这一平台若走向工程化，将为下一代低能耗光子信息处理提供新的材料路线：与传统固体光纤依赖玻璃非线性的方案不同，冷冻液芯以极端约束环境放大光声耦合，绕开了常规光纤中相互作用微弱的瓶颈。 （来源：ScienceDaily）