光和材料之间的“智能”交互学术资讯

光束之间通过固体物质产生了交互。

近日，《美国国家科学院院刊》报道，加拿大麦克马斯特大学和美国哈佛大学的研究人员合作开发了一种新型平台，在这个平台中，光束可通过固体物质产生交互。这为探索新的计算形式奠定了基础。

麦克马斯特大学化学和化学生物学副教授Kalaichelvi Saravanamuttu解释说，这项技术结合了哈佛大学团队开发的特殊水凝胶和她们团队的光操作-测量技术。这种半透明的水凝胶融合了光响应分子，外观与覆盆子果冻类似。光响应分子的结构受光作用时会产生变化，使凝胶既能容纳光束，又能使光束间实现信息交互。通常情况下，光束在传输过程中会变宽，但这种凝胶能像光管道一样，使光束汇聚在一起。

研究人员在实验中发现，当多束激光通过同一凝胶时，即使它们的光场没有重叠，也会影响彼此的强度。由此说明，这种凝胶是“智能的”。研究人员认为，光丝之间的相互作用可以停止、启动、管理和读取，从而产生可预测的高速输出。Saravanamuttu解释说，这可以用于无电路计算模式的开发。她说：“虽然光丝彼此是分离的，但它们仍然可以相互影响，并因此而改变。从长远来看，这种智能响应可以用于计算设计。”Saravanamuttu实验室研究生、论文作者Derek Morim说：“虽然光计算概念本身非常宽泛，并且是一个相对独立发展的领域。但我们的技术为此引入了一种颇具前景的平台。我们不仅能设计出光响应材料，在光照下可逆改变其光学、化学和物理特性，还能利用这些变化创建光通道，从而引导和操纵光束。”

哈佛大学研究生、论文作者Amos Meeks表示，这项技术有助于推进全光计算理念。他说：“现有光学计算多涉及金属导线、半导体和发光二极管。全光计算理念是去除这些刚性元件，用光来控制光。例如，用太阳光驱动的完全柔性的无电路机器人。”

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编译：雷鑫宇

审稿：阿淼

责编：唐林芳

期刊来源：《美国国家科学院院刊》

期刊编号：0027-8424

原文链接：

https://phys.org/news/2020-02-intelligent-interaction-material.html