德國馬克斯·普朗克光科學(xué)研究所（Max Planck Institute for the Science of Light）成功研制出一種新型液芯光聲光纖（LiCOF），通過在液氮低溫（-196℃）下誘導(dǎo)芯層相變，使光與超聲波的布拉格散射（Brillouin-Mandelstam scattering）耦合強(qiáng)度提升超1000倍。該技術(shù)首次在單根光纖內(nèi)部實(shí)現(xiàn)光信號→聲信號→光信號的閉環(huán)轉(zhuǎn)換與暫存，構(gòu)建出真正意義上的“光纖內(nèi)光子存儲器”，無需光電轉(zhuǎn)換即可完成信息緩存與類腦運(yùn)算，相關(guān)成果已于2026年發(fā)表于Optica Publishing Group平臺。

這項(xiàng)突破的核心在于材料結(jié)構(gòu)與溫控工藝的協(xié)同創(chuàng)新。研究團(tuán)隊(duì)采用液芯光纖（Li Optical Fiber, LiCOF）作為基底，在常溫下其纖芯為液態(tài)介質(zhì)；當(dāng)冷卻至-196℃時，液態(tài)芯發(fā)生固相轉(zhuǎn)變，形成兼具光學(xué)導(dǎo)波與超聲導(dǎo)波能力的復(fù)合結(jié)構(gòu)——固態(tài)區(qū)域支持高頻聲波（hypersonic waves）傳播，液態(tài)殘留區(qū)仍保持優(yōu)異的光傳輸特性。這種“同芯異相”狀態(tài)大幅增強(qiáng)了光聲相互作用效率，使傳統(tǒng)光纖中微弱的布里淵散射效應(yīng)躍升為可工程化利用的強(qiáng)耦合通道。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證顯示，該光纖在1550 nm通信波段下，布里淵增益系數(shù)達(dá)3.2×10?? m/W·Hz，較標(biāo)準(zhǔn)石英單模光纖（SMF-28）提升1120倍以上。

光子存儲功能依托光聲時延機(jī)制實(shí)現(xiàn)：輸入光脈沖激發(fā)布里淵聲波，在光纖中以約5900 m/s速度傳播（僅為光速的0.2%），形成毫秒級可控延遲；隨后聲波再輻射為光信號輸出。這一過程完全在光纖本體內(nèi)完成，避免了傳統(tǒng)光電器件中必須經(jīng)歷的“光→電→光”三重轉(zhuǎn)換。實(shí)測數(shù)據(jù)顯示，單次循環(huán)延遲可達(dá)4.7 ms，數(shù)據(jù)保真度＞99.2%，功耗僅0.8 pJ/bit，較同等容量的DRAM緩存降低3個數(shù)量級。該架構(gòu)天然適配脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（SNN）所需的時空編碼特性，已在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下完成3層前饋網(wǎng)絡(luò)的光學(xué)權(quán)重更新演示，推理能效達(dá)12.6 TOPS/W。

AI加速卡與光互連設(shè)備廠商需關(guān)注的三項(xiàng)兼容性門檻

當(dāng)前階段，該技術(shù)尚未進(jìn)入商用器件封裝流程，但已明確指向三大下游應(yīng)用接口：一是作為AI訓(xùn)練芯片的片外光緩存模塊，替代現(xiàn)有硅光收發(fā)器+電容緩存組合；二是嵌入數(shù)據(jù)中心光背板，解決GPU集群間長距低延遲同步難題；三是用于量子存儲器的光聲轉(zhuǎn)譯橋接層。對國內(nèi)光模塊廠商、AI服務(wù)器OEM及光子集成電路（PIC）設(shè)計(jì)企業(yè)而言，需重點(diǎn)評估三方面適配條件：第一，現(xiàn)有1550 nm波段激光器驅(qū)動電路能否兼容該光纖的低溫工作窗口（-196℃需配套微型杜瓦與熱管理模塊）；第二，標(biāo)準(zhǔn)光纖跳線接口（LC/SC）與LiCOF的機(jī)械連接可靠性，因液芯結(jié)構(gòu)對彎曲半徑與應(yīng)力更敏感；第三，布里淵增益帶寬（約30 MHz）與主流AI模型參數(shù)更新頻率的匹配度，高頻權(quán)重刷新場景可能需多芯并行架構(gòu)。

高精度光傳感與量子接口的潛在突破口

除計(jì)算應(yīng)用外，該光纖的強(qiáng)光聲耦合特性直接強(qiáng)化了其作為傳感平臺的價(jià)值。在聲學(xué)參量放大（APA）模式下，其壓力靈敏度達(dá)0.12 Pa/√Hz，比商用光纖水聽器高2個數(shù)量級，適用于海底地震監(jiān)測、工業(yè)管道微泄漏定位等場景。更關(guān)鍵的是，其超窄布里淵線寬（＜100 kHz）和高信噪比為光量子態(tài)存儲提供了理想介質(zhì)——聲波作為“飛行量子比特”的臨時載體，可將光子量子信息轉(zhuǎn)化為長壽命聲學(xué)激發(fā)態(tài)，再按需讀出，這正是量子中繼器所需的核心能力。目前該技術(shù)已吸引歐盟 Flagship計(jì)劃資助，正與荷蘭代爾夫特理工大學(xué)合作開展室溫聲子存儲實(shí)驗(yàn)。

葡萄牙語地區(qū)雖非該技術(shù)主要研發(fā)地，但其光通信產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)值得中國廠商關(guān)注：葡萄牙擁有歐洲領(lǐng)先的海底光纜登陸站集群（如Sines港），且本土企業(yè)Critical Manufacturing在光模塊智能制造系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)全球細(xì)分市場18%份額。隨著光子存儲器件從實(shí)驗(yàn)室走向晶圓級流片，具備低溫封裝經(jīng)驗(yàn)的中國封測廠（如盛科通信、長光華芯）可能成為早期代工合作伙伴。值得注意的是，LiCOF所用氟化物液芯材料（如ZBLAN衍生物）目前依賴德國Schott公司供應(yīng)，國產(chǎn)替代需突破高純度熔煉與無氣泡拉絲工藝。

• 采購光子計(jì)算原型機(jī)時，須確認(rèn)供應(yīng)商是否提供-196℃杜瓦集成方案及熱循環(huán)壽命數(shù)據(jù)（當(dāng)前實(shí)測＞10?次）
• 評估光聲光纖傳感器方案時，重點(diǎn)核對布里淵增益帶寬與目標(biāo)檢測頻率范圍的覆蓋關(guān)系
• 參與量子通信設(shè)備招標(biāo)前，需驗(yàn)證其光聲轉(zhuǎn)譯模塊是否支持IEC 61282-4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的偏振消光比（PER）≥25 dB
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