使用光学克尔效应的世界最低功率全光开关。

迄今为止，许多全光开关已经实现了。基于半导体制造的微光谐振器的全光开关在集成度和能源消耗方面具有优势，但它们因开关操作的载波生成而遭受损失。当开关被用于损失敏感的应用，如量子信息通信或开关级联时，这种损失可能是一个问题。不涉及载流子生成的光学克尔效应可用于开关中以解决这一问题，但产生光学克尔效应所需的高光功率一直是个问题。在这项研究中，通过使用硅藻土谐振器，产生光学克尔效应所需的功率被大大降低，并成功地以世界上最低的功率驱动了作为使用光学克尔效应的光开关。

Silicatroid谐振器具有极高的Q值和较小的模式体积，因此可以预计在低输入功率下会出现光学克尔效应（图1）。然而，除了光学克尔效应外，这些谐振器中还存在热光学效应，这是由光的吸收产生的热量造成的。通常情况下，只有光学克尔效应不能被选择性地使用，因为热光学效应比光学克尔效应大，但在这项研究中，光学克尔效应具有更快的响应速度，我们的目标是通过输入一个时间宽度短到热无法响应的光脉冲，实现光学克尔开关。光学克尔效应的反应速度比热反应快得多。

图2 基于克尔效应的全光开关操作。 蓝色实线代表信号输出，灰色区域表示输入了控制光。信号输出被离共振输出规范化。红色虚线代表模拟计算的信号输出。