微电子技术的日益成熟，在一定程度上督促了光学系统的发展，光学系统应用广泛，尤其是在无线通信上，光学设备是通过使用光脉冲并非电信号，可比电气设备更快地传输信号，这也是为什么很多设备都采用光学技术，如光缆网速比以太网电缆快得多。若是以更快的数据传输和更小的功率做更多的事情，光学利于极有可能彻底改变计算。然而光学系统仍未大规模推广进行，最大的限制是在某一点上，它们需要有基于电子的晶体管来有效地处理数据。

近日，来自美国加州理工学院的工程师组成的研究团队成功开发出新型光学开关（光学计算的最基本组件之一），该项研究的突破可能有助于实现超快的全光信号处理和计算，最终实现使用光子的数据处理。

在研究中，该研究团队选择了一种被称为铌酸锂的晶体材料，这是一种不存在自然界中的铌、锂和氧的组合，是光学领域中重要的非线性材料，它的特点是非线性，晶体中原子排列促使所产生的光学信号与输入信号不成正比。

研究团队创造出基于铌酸锂的集成光子设备，使光线被限制在一个微小的空间内，空间越小，相同功率下的光强度越大，所以通过该系统携带信息的光脉冲可提供比其他方式更强的非线性响应。

此外他们还减少了光脉冲的持续时间，并使用了一种特殊的设计，使脉冲在通过设备传播时保持短促，这导致每个脉冲具有更高的峰值功率，这两种策略的综合效果大大增强了特定脉冲能量的非线性强度，这意味着光子现在对彼此的影响更强。

最终创建出了一个非线性分离器，在这个分离器中，光脉冲根据其能量被输送到两个不同的输出，这使得开关在不到50飞秒的时间内发生（飞秒是四亿分之一秒），相比之下，最先进的电子开关需要几十皮秒（一皮秒是一万亿分之一秒），相差很多数量级。

该项研究及具体细节已整理发表在知名学术杂志《自然-光子学》上。