《電子技術(shù)應(yīng)用》
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澳科學(xué)家研制納米光控芯片或有助于研究黑洞

2016-04-12
關(guān)鍵詞: 芯片 黑洞 角動(dòng)量

       據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,一個(gè)澳大利亞的研究團(tuán)隊(duì)制造出了可以對(duì)光進(jìn)行納米操控的芯片,這一突破性發(fā)明為下一代光學(xué)技術(shù)鋪平了道路,也使人類進(jìn)一步認(rèn)識(shí)黑洞成為可能。這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在來自澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的顧敏教授(Min Gu)的帶領(lǐng)下設(shè)計(jì)出了一款集成納米光子芯片,該芯片對(duì)光的角動(dòng)量的控制達(dá)到了空前高的水平。這項(xiàng)開創(chuàng)性成果為在信息的產(chǎn)生、傳送、處理和記錄上使用芯片級(jí)角動(dòng)量提供機(jī)會(huì),也可幫助科學(xué)家們更好地了解黑洞的演化和性質(zhì)。

  一束光在進(jìn)行接近直線的運(yùn)行時(shí)會(huì)繞其光軸旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)。近幾十年以來,科學(xué)家們對(duì)于測(cè)量這種動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)的光的角動(dòng)量產(chǎn)生了濃厚的研究興趣。研究的主 要關(guān)注點(diǎn)之一是使用角動(dòng)量實(shí)現(xiàn)光學(xué)纖維大規(guī)模擴(kuò)張的可能性,這種方法也被稱為“復(fù)用”。然而,由于自然界中不存在可以感受到扭曲的光的物質(zhì),因此實(shí)現(xiàn)芯片 級(jí)的角動(dòng)量復(fù)用仍然是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。顧教授表示,他們的團(tuán)隊(duì)在光子芯片上設(shè)計(jì)了一系列精細(xì)的納米孔徑和納米溝槽,從而首次使用芯片對(duì)扭曲的光進(jìn)行操控。

  該設(shè)計(jì)不需要其他任何大體積光學(xué)材料來探測(cè)角動(dòng)量信號(hào)。他認(rèn)為,此次發(fā)現(xiàn)開啟了包括超高清顯示、超高容量光通信和超安全光學(xué)加密在內(nèi)的真正壓縮 的芯片角動(dòng)量應(yīng)用的大門,也能夠進(jìn)行延伸來描述引力波的角動(dòng)量性能特征,有助于科學(xué)家們獲得黑洞相互作用的更多信息,揭開宇宙黑洞的奧秘。

  斯威本科技大學(xué)的博士候選人任浩然(Haoran Ren)表示,將光學(xué)數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到光子芯片上時(shí),了解數(shù)據(jù)傳送的目的地是十分重要的,否則信息將會(huì)丟失。而經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的納米光子芯片能夠精確地引導(dǎo)角 動(dòng)量數(shù)據(jù)信號(hào),使它們?cè)诓煌膫魉湍J郊{米環(huán)形縫隙中傳送而不丟失任何信息。

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