摘要：工程师已经为光学计算系统开发了一种多功能，可重构的组件，该组件可能是电子设备中的游戏规则。...

就像现代电子设备一样快，如果它们的操作是基于光而不是电力的，它们的速度可能会更快。光纤电缆已经以光速传输信息；在不将其转换回电信号的情况下进行计算，将需要许多新的光学组件。

犹他大学的工程研究人员现在已经开发了这样的设备 - 可以直接调整的设备，以给出不同程度的圆形极化。由于信息可以存储在称为手性的光的属性中，因此研究人员的设备可以用作光学计算系统的多功能，可重构组件。

由电气与计算机工程系助理教授Weilu Gao和Jichao Fan（博士）领导。在约翰和玛西娅·普莱斯工程学院的实验室中的候选人，一项研究表明该设备已发表在《期刊》上自然通讯。

手性光是表现出手工的电磁波。他们可以是左撇子或右手。当光传播时，磁场的旋转引起了这种“手式”，从而产生了螺旋结构。

高说：“传统的手性光学元件就像雕刻的石头一样 - 美丽但冷冻。” “这使它们对于需要实时控制的应用程序无用，例如可重构光学计算或自适应传感器。”

范说：“我们创建了与电脉冲一起演变的'生活'光学物质，这要归功于我们对齐的碳 - 纳米管变化变换材料异质结构，将光操纵和记忆合并为单个可扩展平台。”

这种“异质结构”由多个不同薄膜组成的堆栈组成，其中包括具有不同方向的对齐的碳纳米管的集合。堆栈中的其他电影包括锗抗tellurium，一种众所周知的“相变材料”或PCM。沿碳纳米管层的电脉冲引入热量，这又导致PCM层的内部结构从无定形过渡到结晶。

范说：“碳纳米管同时充当PCM开关的手性光学元件和透明电极 - 消除了对单独控制组件的需求。”

至关重要的是，这种变化改变了异质结构的圆形二色性，这意味着它可以以不同强度的强度吸收不同类型的圆形光线。研究小组在制造技术和人工智能辅助设计方面的进步使这些层能够组装成堆叠的异质结构，而不会降低其单个光学特性。

组装后，这些层选择性地减少了通过PCM层的状态，通过它们的左或右偏振光的量。而且由于可以通过电脉冲来启动相位变化，因此可以实时调整结构的整体圆形二色性。

由于对齐的碳纳米管和相变材料膜的可扩展制造，研究人员能够在晶圆尺度上实现这一目标。

能够修改设备的圆形二色性，可以使研究人员对哪个方向循环偏振光曲折进行细粒度的控制，这意味着它的“手工”可以用作光学电路中的内存。除了光的速度优势比电力的速度优势之外，光的其他特性可以并行存储。

高说：“通过添加圆形二色性作为独立参数，我们创建了一个正交信息通道。” “调整它不会干扰其他特性，例如振幅或波长。”

这项研究得到了国家科学基金会通过No. 2230727，No.2235276，No. 2316627和No. 2321366的资助。