激光技术新突破有望助力光子计算发展

英国南安普敦大学近日发布新闻公报说，该校研究人员领衔的国际团队首次在室温下实现多个微型激光器自发同步，形成一种相干且可重构的光源。这项成果可能成为迈向成本更低、可重构且更易普及的光子计算技术的第一步。

公报介绍，光子计算机利用光子而非电子处理数据，具有速度快、可同时处理更多数据以及能耗较低等优势。

研究团队在一种基于液晶和有机染料分子的光学微腔中生成彼此空间分离的微型激光器，并使这些激光器自发同步，在相同频率和相位下作为统一的相干光发射体工作，由此形成被称为“超模”的宏观集体状态。

此前，这类激光控制现象大多是在低于零下250摄氏度运行的专用半导体微腔中观测到，新平台则可在室温下运行。新平台的另一个关键优势在于其电可调谐性，施加微小电压可以重新定向微腔内的液晶分子，进而调节光的传播方式和激光器的运行模式。此外，该平台还具有光学可重构性，微型激光器在同一器件中的相对位置可以重新进行调整。

论文第一作者、南安普敦大学光电研究中心的德米特里·多夫任科说，研究结果表明，实现这种光的“集体行为”无需复杂的光—物质耦合态或极低温环境。新平台更简单实用，并具有光学可重构、电可调谐以及常温环境下稳定运行等特点。

据介绍，该系统采用成熟材料，为未来开发实用器件提供了一条有潜力的路径。相关研究论文已发表在英国《自然-通讯》杂志上。