这种光物质耦合构成了新设备的基础。当光子强烈耦合到腔材料中的束缚电子-空穴对(即激子)时,就会产生称为激子-极化子的短寿命实体,它们是开关操作核心的一种准粒子。
当pump laser--两者中较亮的一个--照射在开关上时,这会在同一位置产生数千个相同的准粒子,形成所谓的玻色-爱因斯坦凝聚(Bose-Einstein condensate),它编码了“0”和“1”的逻辑状态装置。
为了在设备的两个级别之间切换,该团队使用控制激光脉冲在pump laser脉冲到达之前不久对冷凝物进行 seeding 。结果,它刺激了pump laser的能量转换,增加了凝聚物中准粒子的数量。那里的大量粒子对应于设备的“1”状态。
研究人员使用了几项调整来确保低功耗:首先,半导体聚合物分子的振动有助于有效切换。诀窍是将pumped态和condensate 态之间的能隙与聚合物中一种特定分子振动的能量相匹配;其次,该团队设法找到了将激光调谐到的最佳波长,并实施了一种新的测量方案,可实现单次冷凝检测;第三,控制laser seeding the condensate及其检测方案以抑制设备“背景”发射噪声的方式进行匹配。这些措施最大限度地提高了设备的信噪比水平,并防止微腔吸收过多的能量,这只会通过分子振动来加热它。