科學(xué)家開發(fā)出納米尺度光子晶體

澳大利亞斯威本科技大學(xué)和德國(guó)埃爾朗根-紐倫堡弗里德里希·亞歷山大大學(xué)(FAU)的一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)，通過模仿蝴蝶翅膀的微觀結(jié)構(gòu)，開發(fā)出一種小于人類頭發(fā)絲寬度的納米級(jí)光子晶體設(shè)備，能同時(shí)適用于線性和圓形偏振光，使光通信更迅捷更安全。

該光子晶體可以同時(shí)分割左、右圓形偏振光，其設(shè)計(jì)靈感來自于卡灰蝶，也稱為黃星綠小灰蝶。它的翅膀里具有三維納米結(jié)構(gòu)，賦予其充滿活力的綠色。其他昆蟲也有可提供色彩的納米結(jié)構(gòu)，但卡灰蝶卻有著一個(gè)重要的不同。斯威本大學(xué)的馬克·特納博士說：“這種蝴蝶的翅膀包含一個(gè)互連的納米級(jí)螺旋彈簧巨大陣列，形成了獨(dú)特的光學(xué)材料。我們用這個(gè)概念來開發(fā)光子晶體裝置。”

光子晶體相當(dāng)于微型偏振分光鏡。偏振分光鏡用于現(xiàn)代技術(shù)，如電信、顯微鏡和多媒體。但天然晶體只適用于線性偏振光，不能用于圓形偏振光。研究人員利用三維激光納米技術(shù)，使得該光子晶體具有了天然光子晶體沒有的特性，從而能適用于圓偏振光。這種微型設(shè)備包含了超過75萬個(gè)微小的聚合物納米棒。

斯威本大學(xué)微光電中心主任顧敏(音譯)教授說：“我們相信已經(jīng)創(chuàng)建了第一個(gè)納米尺度的光子晶體手性分光鏡。它有可能成為開發(fā)集成光子電路的一種有用的電子元件，在光通信、影像學(xué)、計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)和傳感中發(fā)揮重要作用。該技術(shù)為轉(zhuǎn)向納米光子器件提供了新的可能性，使我們朝著開發(fā)可以克服超高速光網(wǎng)絡(luò)帶寬瓶頸的光學(xué)芯片更近了一步。”

該研究成果已經(jīng)發(fā)表在最新一期的《自然·光子學(xué)》雜志上。