科技日報(bào)北京10月10日電 （記者陸成寬）我國科學(xué)家在納米尺度光操控領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。記者10日獲悉，來自上海交通大學(xué)、國家納米科學(xué)中心等單位的科研人員，成功實(shí)現(xiàn)芯片上納米光信號的高效激發(fā)與路徑分離，為開發(fā)更小、更快、能耗更低的下一代光子芯片奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表于《自然·光子學(xué)》雜志。
隨著芯片尺寸不斷縮小、能耗要求持續(xù)降低，如何在納米尺度上精確控制光的傳播，已成為發(fā)展下一代信息技術(shù)的核心瓶頸。“作為一種由光與材料耦合形成的特殊電磁波，極化激元能將光能量高度壓縮在納米尺度，是實(shí)現(xiàn)超小型光子器件的關(guān)鍵利器。”論文共同通訊作者、上海交通大學(xué)教授戴慶告訴記者。
在各種極化激元形態(tài)中，高階雙曲聲子極化激元約束光場的能力比普通極化激元更強(qiáng)，尤其適合制造更緊湊的納米器件。但它的“激發(fā)門檻”極高，傳統(tǒng)方法難以實(shí)現(xiàn)高階極化激元的有效激發(fā)和操控。
為解決這一難題，科研人員提出了“兩步走”激發(fā)策略：第一步，用特制金屬天線將普通激光轉(zhuǎn)換成一種基礎(chǔ)模式的納米光波；第二步，讓這種光波經(jīng)過一個(gè)極其平整的黃金邊界，通過散射巧妙地將其“轉(zhuǎn)換”成所需的高階光波。
“利用這種方法，我們不僅在室溫下實(shí)現(xiàn)了高階光波的長距離、低損耗傳輸，還通過精巧的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，像控制交通一樣，讓不同模式的光波分道揚(yáng)鑣，實(shí)現(xiàn)了光信號在納米尺度的路由功能。”論文共同通訊作者、國家納米科學(xué)中心副研究員胡海說。