科技日報北京10月10日電 （記者陸成寬）我國科學家在納米尺度光操控領域取得重要進展。記者10日獲悉，來自上海交通大學、國家納米科學中心等單位的科研人員，成功實現芯片上納米光信號的高效激發與路徑分離，為開發更小、更快、能耗更低的下一代光子芯片奠定了堅實基礎。相關研究成果發表于《自然·光子學》雜志。
隨著芯片尺寸不斷縮小、能耗要求持續降低，如何在納米尺度上精確控制光的傳播，已成為發展下一代信息技術的核心瓶頸。“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，是實現超小型光子器件的關鍵利器。”論文共同通訊作者、上海交通大學教授戴慶告訴記者。
在各種極化激元形態中，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，尤其適合制造更緊湊的納米器件。但它的“激發門檻”極高，傳統方法難以實現高階極化激元的有效激發和操控。
為解決這一難題，科研人員提出了“兩步走”激發策略：第一步，用特制金屬天線將普通激光轉換成一種基礎模式的納米光波；第二步，讓這種光波經過一個極其平整的黃金邊界，通過散射巧妙地將其“轉換”成所需的高階光波。
“利用這種方法，我們不僅在室溫下實現了高階光波的長距離、低損耗傳輸，還通過精巧的結構設計，像控制交通一樣，讓不同模式的光波分道揚鑣，實現了光信號在納米尺度的路由功能。”論文共同通訊作者、國家納米科學中心副研究員胡海說。