全光开关实用化的技术难度在哪里?
泻药，首先澄清一下，我虽然侥幸混了个光学领域的学位，但不代表我啥都研究过。当然，虽然我完全没研究过，但是用三寸不烂之舌喷几句废话，抛几块破砖还是可以的。个人认为，如果真有使用化的全关开关，那其影响力绝对比晶体管的发明更为伟大。那么我们先来看看，目前的全光开关到底哪家强？从大类上分，光开关有线性光学和非线性光学两种。线性无非就是利用干涉之类的效应实现输出端口的干涉相强与相消。非线性花头更多，但也无非就是利用某种非线性效应使得某一束控制光的能作用在被控光上，最终实现光控光的效果。这边举两个我身边朋友的实验系统，其中一个使用激光通过微纳光纤时候在光纤端面产生的力作用弯折光纤，号称可以改变光的耦合特性，如果加上WDM的话即可变成光控光的系统。但是就没有然后了。另一个哥们做了最热门的石墨烯，使用石墨烯的自饱和吸收特性，在超短脉冲的作用下将其吸收特性“漂白”，于是该石墨烯无法吸收原来本该他吸收的连续光，在这一瞬间变得透明，于是实现了光调制。看起来多么高大上的实验系统用时下最流行的话来说就是短短的三个字，然并卵。首先，这是用强光调控弱光，而不是和晶体管一样使用弱信号控制强信号。其次，为了控制该信号，使用了另外一套激光系统，这和达文西发明的手电筒并没有神马区别。有灯的时候他会亮，没灯的时候他绝对不会亮。其价值还比不上周星星的小平同志亲笔签名菜刀。当然在特殊情况下，这种光控光的东西还有其价值的，比如他可以使用某一种波长的光去控制另一种波长的光。所以，对于研究这个的同仁来说，也并不是抓瞎，至少能发几篇文章也是光宗耀祖的大事，千万不要放弃治疗，毕竟一条内裤，一张卫生纸都是有价值的，国家不会忘了你们。
■网友
先引用一句话。“The dream of an all optical computer overcomingthe digital computer never became reality. Today, the potential of optics forparallel real time processing remains and the future will tell if opticalcomputing will be back.” ——Pierre Ambs 《Optical Computing: A 60-Year Adventure》然后是一家之言的结论：全光信号处理（包括全光开关、全光计算机、全光逻辑、全光波长转换等一切所谓“using light to control light”）的技术，经过这么些年的发展，实际上一直处于空中楼阁的尴尬地位，可以说已经被业界抛弃。我以功率这一个小小的角度简单谈一下自己的看法。下面是详细阐述，主要针对数字全光信号处理，模拟光信号处理不在讨论之列。以数字光计算为例。我们知道，现代集成电路的基石是电晶体管。先看电学晶体管的定义：
可以看到，晶体管对电信号除了有switch功能以外，还有amplify，也就是放大的功能。以一个晶体管为一个单元器件，可以构建各种逻辑门电路，然后可以进一步构建现在的超大规模集成电路。比如这是这个简单的或非门电路。
如果以电学集成电路的架构来构建光学集成回路，并能有逻辑功能。那么首先需要找到一个类似于三极管的器件，能实现开关和放大的功能。而这是非常困难的。集成光学技术主要基于两个平台，三五族和硅。要实现如电学IC那样的低成本的大规模集成，必须要基于硅的技术。开关的功能已经有很多报道，功耗先不谈，至少有了。而放大这个功能，由于硅材料的性质，目前还没有一个真正的硅基放大器被制备出来。总之，任重而道远。希望大牛出现，带领这个领域飞。楼主有兴趣可以看看这篇文章，Miller, David AB. "Are optical transistors the logical next step?."
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