隨著網路影片流、網際網路協議語音 (VoIP) 通話服務和其他形式的基於網際網路的多媒體通訊的需求激增，內容創作者和消費者都指望著光纖網路能夠快速高效地處理這些不斷增加的負載。確保這種情況發生的一種方法是增強此類網路（透過玻璃或塑膠細絲傳輸資料）捕獲和保留資料（即使是非常短暫的時間間隔）的能力。
為了實現這一目標，杜克大學和羅切斯特大學光學研究所的一組研究人員最近在《科學》雜誌上報告說，他們成功地將編碼資訊從雷射束轉移到聲波，然後再轉回光波，這一突破可能會加速更快的光通訊網路的開發。在光學和聲學之間交換資料允許資料儲存在聲波振動包中，這些振動包是在雷射束沿著一段短光纖相互作用時產生的。
這項研究意義重大，因為它解決了如何為光脈衝建立記憶體的問題。“主要目標是透過受激布里淵散射研究慢光，我們透過這種散射減慢脈衝在光纖中傳播的速度，”研究合著者、杜克大學物理系主任丹尼爾·戈蒂埃說。布里淵散射發生在光穿過介質（如玻璃）時，由於遇到不同的密度而改變其路徑時。
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該研究的主要目標是為更好的光纖通訊系統鋪平道路，目前的光纖通訊系統由埋在地下的光纖和路由器連線而成。透過光網路傳送資料的典型方法是將其分解成稱為資料包的塊。當資料包進入路由器時，會讀取其地址資訊。路由器的問題在於，它們每個都包含一個只能一次處理一個數據包的單個交換機。因此，除非對其他傳入的資料包進行緩衝（儲存）或等待輪到它們被路由，否則一些資料包將被丟棄。“如果你丟棄資料包，你就會降低整個網路的吞吐量，”戈蒂埃說。“如果你緩衝，那麼資料包將一個接一個地處理。”
隨著對電信基礎設施的需求越來越大，“開始研究並行技術非常重要，”他補充道。
戈蒂埃和他的同事發現，當兩束頻率略有不同的雷射束沿著一段玻璃纖維彼此照射時，它們會產生稱為聲子的聲波振動。當合著者、戈蒂埃的博士後研究助理朱兆明將資訊編碼到其中一束光束上時，資料可以印在這些新建立的聲子上，並保留 120 億分之一秒，這足以透過第三束雷射照射光纖將其再次轉移回光。
“當考慮如何在光纖中儲存光時，”朱說，“我們意識到我們可以將光資訊轉換為聲波振動，這是以前從未做過的事情。”
研究人員正在尋求方法來建立更長的儲存時間並降低保留和讀出資訊所需的雷射束的峰值功率，這需要數年時間才能推出該技術的商業版本。
光學研究所的光學和物理學教授、研究合著者羅伯特·博伊德說：“對於開發最佳化網際網路資訊流的新策略仍然存在巨大需求。“如果兩個資料包同時到達交換機，你需要儲存一個，直到另一個數據包清除交換機，可能在 100 納秒後。我們的技術旨在……為高速電信構建緩衝區。”
朱說，在專案的第一階段（該專案是國防高階研究計劃局 (DARPA) 國防科學辦公室慢光計劃的一部分），他了解到脈衝可以被儲存並在稍後的時間讀出。第二階段是實際的實驗，其中資料脈衝被儲存（作為光纖中的聲波）並在一段時間後被檢索。
戈蒂埃說：“我們真的想證明，儲存光學資訊的方法比人們想象的要廣泛得多。“在當前的電信系統中，你將光訊號轉換為電訊號並將其儲存在 RAM 中。然後，透過使用電訊號來開啟和關閉輔助雷射源來重新生成光資料脈衝。但是這個過程會產生熱量。速度越快，產生的熱量就越多。”
科學家們說，為了使這項技術在現實世界中發揮作用，通訊光纖必須由一種材料製成，這種材料提供的聲學時間框架足夠長，以允許資訊從光學移動到聲音，然後再返回光學。戈蒂埃說，一種選擇是使用一種新型玻璃，這種玻璃由硫屬化物製成，它具有良好的半導體特性，並且包含週期表中硫屬化物族（也稱為“氧族”）中的一種或多種元素，包括氧、硫、硒和碲。
研究人員正在探索的另一種選擇是讓雷射束穿過充滿氣體（如氙氣）的空心光纖，這將使他們能夠使用功率較低的雷射在氣體中誘匯出持續時間更長的聲波。這有可能產生長 50 倍的聲波，並使使用的雷射器功率降低 100 倍，從而降低能源強度，從而以更低的成本更快地傳輸更多資料。