海啸在海洋的很长一段距离内都保持着波形，在远离源头的地方保留着它的能量和“信息”。在通信科学中，将信息保存在跨越大陆的光纤中至关重要。理想情况下，这需要在不改变光子信息包波形的前提下，在光纤的源和接收端对硅芯片中的光进行操作。迄今为止，科学家们一直未能做到这一点。悉尼大学和新加坡科技大学合作，首次在一个保持整体“形状”的硅芯片上操控光波和光子信息。

这种波（无论是海啸还是光子信息包）被称为“孤子”。悉尼-新加坡研究小组首次在新加坡制造的一种超富硅氮化物(USRN)装置上观测到“孤子”动力学，该装置使用了悉尼纳米公司(Sydney Nano)最先进的光学表征工具。这项基础研究成果发表在《激光与光子学评论》上，数通信基础设施依赖于硅基设备。通过控制芯片上的孤子，有可能加快光子通信设备和基础设施的速度。

SUTD的博士生Ezgi Sahin和悉尼大学的Andrea Blanco Redondo博士一起进行了这项实验。复杂孤子动力学的观察为芯片内光学信号处理的广泛应用铺平了道路，超越了脉冲压缩，研究人员很高兴成为这两个机构之间伟大合作关系的一部分，在理论、设备制造和测量领域进行深入合作。

（此处已添加圈子卡片，请到今日头条客户端查看）

该研究的合著者、悉尼纳米大学的主任本·埃格尔顿教授说：这是孤子物理领域的一个重大突破，具有重要的基础技术意义。这种性质的孤子，即所谓的布拉格孤子，大约20年前在光纤中首次被观测到。

但还没有在芯片上被报道过，因为芯片所基于的标准硅材料限制了其传播。这一演示基于一种经过轻微修改的硅材料，它避免了这些限制，为操纵芯片上的光开辟了一个全新范例。该研究论文的作者之一，唐恩·谭教授说：我们能够令人信服地证明布拉格孤子的形成和裂变，是因为独特的布拉格光栅设计和我们使用的超富硅氮化物材料平台(USRN)。这个平台防止了信息的丢失，而这些信息损害了之前的演示。

孤子是一种不改变形状的脉冲，可以在碰撞和相互作用中存活下来。150年前，人们首次在苏格兰的一条运河中发现了它们，在海啸波的背景下也很熟悉它们，海啸波会传播数千公里，但不会改变形状。自20世纪80年代以来，光孤子波在光纤领域得到了广泛的研究，并为光通信系统提供了广阔的前景，因为它们允许数据在不失真的情况下长距离传输。布拉格孤子的性质来自于布拉格光栅(蚀刻在硅衬底上的周期性结构)，可以在芯片技术的规模上进行研究，利用它们进行高级信号处理。

被称为布拉格孤子，以澳大利亚出生的劳伦斯·布拉格和父亲威廉·亨利·布拉格命名。威廉·亨利·布拉格于1913年首次讨论了布拉格反射的概念，后来获得了诺贝尔物理学奖，他们是唯一一对获得诺贝尔奖的父子。1996年在光纤布拉格光栅中首次发现了布拉格孤子，埃格顿教授在贝尔实验室攻读博士学位时就证明了这一点。芯片规模的小型化也提高了光学信号处理的速度。