电信号是如何转换成能够承载信息的光信号的？

提到计算，我们往往会想到处理器、晶体管和电信号。但还有另一种传输和处理信息的方式：利用光。

这就是集成光子学的基本原理之一。

这个概念看似复杂，但其出发点很简单：数据仍然以数字信息的形式产生，由比特表示。不同之处在于信息在系统内的传输和处理方式。

我们不必完全依赖电流，而是可以将数据转换为光信号，然后利用光的特性进行处理。

从电信号到光信号

数据最初以电信号的形式存在。与此同时，激光器会产生我们将用于传输该信息的光。

光束被分成不同的路径，每条分支都会通过一个马赫-曾德尔调制器（MZM）。该组件使电信号能够控制光并对其进行调制，以表示输入信息。

换句话说：信息本身保持不变，但我们用来传输它的介质发生了变化。

一旦数据被转换到光域，信号就可以被路由到电路的不同部分。

而这正是有趣之处。

光信号可以发生干涉、叠加，并经过处理以实现不同的逻辑功能，例如图中所示的：与（AND）、或（OR）、异或（XOR）或半加器。

因此，集成光子学使得能够设计出这样的电路：在这些电路中，光不仅承载信息，还参与信息的处理。

如果我们使用多个波长会怎样？

我们不必仅依赖单一的光信号，而可以在同一系统内利用不同波长来传输不同的信息通道。

每个波长都可以承载其自身的信息，随后，这些信号可以通过复用器进行组合。

一个简单的直观理解方式是：想象多个通道通过同一基础设施传输，但每个通道都使用不同的波长。

因此，与其完全依赖独立的物理路径，光本身为我们提供了一种组织信息的另一种方式。

这种利用不同波长进行传输的能力，是集成光子学最引人入胜的特性之一。

关于信息处理的另一种思考方式

在电子学领域，我们习惯于思考电缆、电流和电信号。

而在光子学领域，则涉及其他概念：光、光路、干涉和波长。这正是视角转变的关键所在。

这不仅仅是用电代替电，而是利用光的特性来探索传输和处理信息的新方法。

这两张图以简单的方式说明了这一演变：首先，说明了如何将电信号转换为光信号；其次，说明了如何在同一架构内利用不同的波长来扩展这一原理。

这是Tarranix在光子计算领域探索的方向之一。