可编程光子锁存器提升数据处理速度

据23日《光学快讯》杂志报道，美国诺基亚贝尔实验室开发出了一种新型光学存储器——可编程光子锁存器。它速度快且易于扩展，能在光学处理系统中实现临时数据存储，为采用硅光子技术的易失性存储器提供了一种新的解决方案。

这种光子锁存器是仿照置位-复位锁存器设计的。置位-复位锁存器是一种电子存储设备，通过置位和复位状态之间切换来存储单个比特。

目前研制的光学存储器，要么庞大昂贵，要么依赖特殊材料，成本高且产量低。

为了克服这些挑战，研究人员使用硅光子微环调制器，将两个光学通用逻辑门组合在一起，创建了一个可保存光学数据的光学锁存器。其可在商用硅光子芯片制造工艺中实现。

新型光学锁存器一个关键优势是其可扩展性。由于每个存储单元都有一个独立的输入光源，因此可使多个存储单元独立工作，而不会通过光功率损耗传播相互影响。存储单元还能与现有的硅光子系统共同设计，实现高可靠性和高产量。

另一个优势是光子存储单元的波长选择性，这使其能与波分复用无缝协作。因为该单元的微环调制器在特定波长下工作，从而能在单个存储单元内实现多比特数据存储。此外，它还实现了以几十皮秒为单位的快速存储器响应时间，超过了先进数字系统的时钟速度，并支持高速光学数据存储。

在制造专用芯片之前，为了证明这种光学存储器的可行性，研究人员利用可编程硅光子平台，通过实验和真实模拟实现了通用逻辑门和光学锁存器。结果表明，即使在随机变化的情况下，逻辑门也能可靠地产生所需的输出。同样，光学锁存器在输入功率变化的情况下，也能准确地执行所有功能——置位、复位和保持。