據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)日前報(bào)道，美國(guó)科學(xué)家研發(fā)出可與目前的硅光子技術(shù)兼容的零折射率波導(dǎo)，而且他們還借此觀察到了一種此前被認(rèn)為不能觀察到的物理學(xué)現(xiàn)象——光的駐波。這一研究發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)(ACS)旗下《光子學(xué)》雜志上。
該研究由哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的科學(xué)家進(jìn)行，哈佛技術(shù)發(fā)展辦公室已為新技術(shù)申請(qǐng)了專利，正在探索其可能的商業(yè)應(yīng)用。
當(dāng)折射率為零時(shí)，光不再表現(xiàn)為移動(dòng)的波——即在空間中移動(dòng)的一系列波峰和波谷，相反，光波會(huì)延伸至無(wú)限長(zhǎng)。這對(duì)于集成光子學(xué)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，因?yàn)榇蠖鄶?shù)光學(xué)設(shè)備使用兩種或多種光波之間的相互作用來(lái)工作，如果波長(zhǎng)無(wú)限長(zhǎng)，匹配這一波長(zhǎng)的相位很容易。
哈佛物理學(xué)教授艾瑞克·馬茲爾領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)此次研制出一種零折射率的波導(dǎo)，并借助其首次看見(jiàn)了駐波。一般而言，光波的波長(zhǎng)太小且振蕩得太快，因此很難對(duì)其屬性進(jìn)行測(cè)量，只能給出平均值。真正看見(jiàn)波長(zhǎng)的唯一方式是讓兩種波進(jìn)行干涉，而頻率相同、傳輸方向相反的兩種波進(jìn)行干涉產(chǎn)生的波被稱為駐波。
研究人員讓兩束位于相反方向的光通過(guò)這個(gè)波導(dǎo)，從而制造出了駐波。每束波以同樣的頻率在相反的方向快速振蕩，這意味著它們會(huì)在某個(gè)地方相互抵消而在其他地方增強(qiáng)，從而制造出一種全亮或全暗的模式。而且，因?yàn)檫@一波導(dǎo)的折射率為零，該研究團(tuán)隊(duì)能將波長(zhǎng)延伸直至看見(jiàn)。這可能是擁有無(wú)限長(zhǎng)波長(zhǎng)的駐波首次被看見(jiàn)。
研究人員解釋說(shuō)，這為硅光子學(xué)增加了重要工具，可以將這一設(shè)備應(yīng)用于傳統(tǒng)的光子設(shè)備。未來(lái)的量子計(jì)算機(jī)可能基于通過(guò)光子通信的受激原子網(wǎng)絡(luò)，原子相互作用的范圍大致相當(dāng)于光的波長(zhǎng)。通過(guò)使波長(zhǎng)變長(zhǎng)，就能借助長(zhǎng)范圍的相互作用來(lái)對(duì)量子設(shè)備進(jìn)行升級(jí)。
原標(biāo)題:零折射率波導(dǎo)讓光駐波首次“現(xiàn)形”
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