Image: Hewlett Packard LabsA cross section of the hybrid silicon MOS microring laser with memristor properties.

不同顏色的光可以同時通過光纖和其他波導，因此可以調整波長的光子收發器將導致計算機和最終處理器之間的更高帶寬連接。半導體(ti) 激光器發光的波長可以通過加熱器件或通過器件結構中特定種類的電荷積累而改變。然而，這兩(liang) 種現象都需要能量。

另外，憶阻器是將存儲(chu) 器存儲(chu) 為(wei) 電阻的裝置。正確的電壓信號可以改變電阻，即使電源關(guan) 閉，電阻也會(hui) 保持不變。

HPE實驗室的研究員Bassem Tossoun想知道是否能製造出一種像憶阻器一樣存儲(chu) 頻率的激光器。事實證明，這不僅(jin) 是可能的，而且HPE在不知不覺中已經構建了這樣一個(ge) 設備。Tossoun開始探索的時候，他隻是嚐試在他的同事、資深研究科學家Di Liang開發的兩(liang) 種設備上進行實驗，這兩(liang) 種設備被稱為(wei) 混合矽MOS微環調製器和混合矽MOS微環激光器。

兩(liang) 者都是多層結構，基本上由同心環組成，同心環形成一個(ge) 半導體(ti) 激光器，其中嵌入一個(ge) 氧化物基電容器。通過控製電容器上的電壓，不同數量的電荷在那裏積累。這改變了設備的光學模式指數，即當相位光沿波導傳(chuan) 播時，會(hui) 經曆多少延遲，從(cong) 而改變發射光的波長。

“如果我們(men) 施加足夠的電壓偏置，（微環器件）能像記憶器件一樣切換嗎？Tossoun問道，而回答是肯定的，“實際上，我們(men) 一直在製造這些憶阻器，但之前並不知道。”

弄清楚它為(wei) 什麽(me) 起作用需要更多的努力。憶阻器通常是兩(liang) 個(ge) 金屬電極，中間夾著一小塊絕緣體(ti) ，如氧化鈦。在自然狀態下，通過絕緣體(ti) 的電阻很高。但有了足夠的電壓，絕緣體(ti) 中的氧原子就會(hui) 電離，遷移到電極上，留下導電絲(si) ，降低電阻。這是一個(ge) 可逆的過程，當然，轉換電壓會(hui) 驅動離子回到原來的位置，並消除傳(chuan) 導路徑。

實驗和模擬顯示，當器件處於(yu) 低電阻狀態時，它會(hui) 加熱，延長（紅移）輸出光的波長。當它處於(yu) 高電阻狀態時，電荷載流子會(hui) 聚集在縮短（藍移）器件波長的氧化物周圍。（我們(men) 已經知道，在關(guan) 閉狀態下進一步提高電壓可以進一步將微環激光器推向藍色，使波長偏移是其他方法的10億(yi) 分之一。）在Tossoun使用的設備中，這種切換發生在75納秒左右，但隻發生在1納米左右的波長上。

現在確定憶阻器激光器將扮演什麽(me) 角色還為(wei) 時過早，Tossoun表示，該小組正在探索用它們(men) 設計神經形態的光學電路。“從(cong) 長遠來看，對於(yu) 我們(men) 的宏偉(wei) 前景來說，現在已經有了構建一個(ge) 集成內(nei) 存、計算和高速光互連的係統的基石 -- 這是我們(men) 第一次將所有這些集成在同一個(ge) 芯片上，”Liang說。因此，憶阻器激光組件開辟了一個(ge) 新領域，將我們(men) 的能力從(cong) 光學通信擴展到光學和神經形態計算以及其他領域。