最近，惠普实验室研究人员的光子学研究团队的一项技术突破表明，他们发明了一种新型的忆阻器激光器。这是一种激光，其波长可以通过电子方式移动，并且忆阻器是一种将内存存储为电阻值的设备。
施加电压会改变电阻，即使关闭设备，该值也将保持不变。在IEEE国际电子设备会议上，研究人员提出，除了简化了处理器之间数据传输的光子收发器外，新设备还可以形成一种超高效的大脑刺激光子电路组件。
不同颜色的光可以同时通过光纤和其他波导，因此可以调节波长的光子收发器将在计算机和最终处理器之间建立更高的带宽连接。可以通过加热器件或通过在器件结构中累积特定类型的电荷来改变半导体激光器发射光的波长。
但是，这两种现象都需要能量。插图：Hewlett Packard Labs通过将化合物半导体晶片粘合到硅晶片上而制成的混合硅MOS微环激光器。
界面上的氧化物是该器件具有忆阻器特性的一部分。另外，忆阻器是将存储器存储为电阻器的设备。
正确的电压信号可以改变电阻，即使关闭电源，电阻也将保持不变。 HPE Labs的研究员Bassem Tossoun想知道他是否可以制造像忆阻器那样存储频率的激光器。
事实证明，这不仅是可能的，而且HPE在不知不觉中构建了这样的设备。当Tossoun开始探索时，他只是尝试在他的同事和高级研究科学家DiLiang开发的两种设备上进行实验。
这两个设备称为混合硅MOS微环调制器和混合硅MOS微环激光器。两者都是多层结构，并且基本上由同心环组成，这些同心环形成了半导体激光器，其中嵌入了基于氧化物的电容器。
通过控制电容器上的电压，可以在电容器上积累不同数量的电荷。这改变了设备的光学模式指数，即，相光沿着波导传播时经历了多少延迟，从而改变了发射光的波长。
“如果我们施加足够的电压偏置，（微环设备）可以像存储设备一样进行切换吗？ Tossoun问，答案是肯定的，“事实上，我们一直在制造这些忆阻器，但是以前没有。知道。
“需要更多的努力才能弄清楚它为什么起作用。忆阻器通常是两个金属电极，夹在一个小的绝缘体（例如氧化钛）之间。
在其自然状态下，通过绝缘子的电阻非常高。但是在足够的电压下，绝缘子中的氧原子将离子化并迁移到电极，留下导电细丝并降低电阻。
这是一个可逆的过程。当然，开关电压将驱动离子回到其原始位置并消除传导路径。
当激光器初始化为低电阻状态时，热转移将其输出转换为整个波长。实验和仿真表明，当该设备处于低电阻状态时，它会加热并扩展（红移）输出光的波长。
当它处于高电阻状态时，电荷载流子将聚集在氧化物周围，从而缩短（蓝移）器件的波长。 （我们已经知道，在关闭状态下进一步增加电压会进一步将微环激光器推向蓝色，使波长偏移为其他方法的十亿分之一。
）在Tossoun使用的设备中，这种切换发生在约75纳秒的时间，但仅在1纳米左右的波长下。 Tossoun表示，确定忆阻器激光将起什么作用还为时过早，正在研究他们以设计神经形态光学电路。
“从长远来看，为了我们的美好前景，我们现在拥有构建一个集成内存，计算和高速光互连的系统的基石-这是我们第一次将所有这些同时集成在同一芯片上， ＆quot;梁说。结果，忆阻器激光组件开辟了一个新领域，将我们的能力从光学通信扩展到光学和神经形态计算等领域。