近日，物理与信息工程学院研究论文“基于液态金属等离激元非线性的多合一、全光逻辑门”（All-in-one, all-optical logic gates using liquid metal plasmon nonlinearity）在国际知名期刊Nature Communications（自然·通信）上在线发表。该论文以福州大学为第一完成单位，物信学院物理系徐金龙博士为第一作者，南京大学张弛博士、南京工业大学王雨淋副教授为共同一作。南京大学周林教授、谢臻达教授、胡小鹏教授为共同通信作者。

随着人工智能等前沿科学应用对大算力集群的需求爆发性增长，当前最先进的电子芯片也开始出现计算性能的瓶颈，因此，具有70多年历史的光子计算技术近年来又重新受到广泛关注。但是，作为光子计算的“心脏”，光子芯片的发展一直受限于光逻辑门较窄的工作带宽和较高的集成难度。

该研究设计并实现了一种多功能可重构的超宽带全光逻辑门器件。基于双光束交叉相位调制结构中的相位变化关系，提出了通过动态控制非线性折射率场，对信号光非线性相位进行可逆调控的新机制；并基于对液态金属纳米液滴超宽带等离激元效应的发现，实现了非线性折射率的巨大增强，最终在单一光学结构上集成了九种基本的布尔逻辑门功能，工作带宽可覆盖400-4000nm的可见-中红外范围。该研究为高集成、高并行度、大数据密度、高速光子芯片的实现提供了一种可行方案。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-024-46014-3