1880年2月，美国发明家Alexander Graham Bell（贝尔）在华盛顿的实验室内发明了一款装置：光电话（“photophone”），他自称这是他最大的成就最大的，甚至超过电话。贝尔的想法是利用光进行语音的远距离传播，这是现代互联网不可想象的一种技术先驱。今天，大量的数据通过光纤电缆以光脉冲方式快速传输。为了这个目的，它们首先必须采用计算机和电话将电信号转换成光信号。在贝尔的时代，将声波转换成调制光的是一个简单的、非常薄的镜子。现在的电-光调制器更加复杂，但却与它们的祖先做着同样的事：几厘米，仍然相当大，特别是与小到几微米的电子设备比较而言。

目前，苏黎世联邦理工大学（ETH Zurich）光电子与通信教授JuergLeuthold机器及其同事提出一种体积缩小了几百倍的，、可以很容易的集成到电子电路中的新型调制器。而且，相比于常见的调制器，这种新型调制器更加便宜、快速，且能耗更低。

发展了这款调制器的Leuthold及其博士生Christian Haffner使用了一种技术诀窍。为了构建最小的调制器，他们首先需要将所需强度的光束聚焦到一个很小的范围内。然而，光学定律决定了这个范围不能小于光本身的波长。现代电信采用的激光波长为1.5微米，所以这也就成了是调制器尺寸的下限。

为了打破这个限制，使器件的尺寸更小，光首先转换成所谓的表面等离子体激元。等离子体激元整合了电磁场和沿金属带表面传播的电子。在金属带的末端，它们重新转换成光。这种迂回的好处在于等离子体激元可以被限制在比产生光更小的空间内。

研究人员采用了干涉仪的工作原理控制器件中光的功率，并产生数据传输必要的脉冲。例如，利用分束器将一束激光可分裂成两束，再利用波束组合器进行重新组合。然后光波会重叠（相干），并相互加强或削弱，这取决于相干的两束光相位的相对位置。折射率的不同导致相位的变化，折射率取决于波的速度。如果其中一束光含有折射率可以改变的材料，那么这两束波的相对相位就可以控制，从而制成作为光调制器的干涉仪。

ETH研究人员开发的调制器并不是针对光束，而是等离子体激元，穿过仅有0.5微米宽的干涉仪。施加电压，改变干涉仪的其中一束等离子体的折射率和速度，反过来改变出口处波的振幅。在此之后，等离子体重新转换成光，进一步转换成传输光缆。

由Leuthold及其同事创建的调制器兼具多个优点。“特别的小且简单，最重要的是便宜。”Leuthold解释说。它的简单体现在这一点上，：在玻璃基底上含有一层150纳米厚的金和折射率受电压调控的有机材料，从而调节干涉仪内部的等离子体。这样一个调制器要比传统器件小太多太多，能耗也特别低——以70G每秒的速度传输数据的能耗只有千分之几瓦。

从这个意义上来说，它有助于环境保护，因为全球每年消耗在数据传输上的能量是相当大的——冰晶毕竟，每根光纤上都有调制器。每年数据传输的增长每年都以更高的速率提升，这使得能耗越来越大。因此，重视能源节约越来越受欢迎。“这种调制器消耗更少的能源，却提供更多的通信。”ETH教授这样总结。目前正对调制器的可靠性进行长期的试验，这是其进入商业应用的关键一步。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮