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我国科学家实现纳米尺度光操控

来源:科技日报 陆成宽  发表时间:2022-8-22 10:48:01   浏览:

  更好地在纳米尺度操控光子实现光电融合,是未来大幅提升信息处理能力的关键。21日,记者从国家纳米科学中心获悉,该中心研究人员与合作者在极化激元领域取得新进展,大幅提高了纳米尺度的光子精确操控水平,对提升纳米成像和光学传感等应用性能具有重要意义。相关研究成果在线发表于《自然·纳米技术》杂志。

  与电子相比,光子具有速度快、能耗低、容量高等诸多优势,被寄予未来大幅提升信息处理能力的厚望。“然而,由于光学衍射极限的存在,很难实现纳米尺度上光信息的传输和处理,阻碍了光子优异性能的发挥。”论文通讯作者之一、国家纳米科学中心研究员戴庆介绍。

  极化激元是一种存在于材料表界面的特殊电磁模式,也可以认为是一种光子与物质耦合形成的准粒子。它具有优异的光场压缩能力,可以轻易突破光学衍射极限,将光波长压缩到纳米尺度进行操控,实现纳米尺度上光信息的传输和处理。

  利用近场光学显微镜,戴庆课题组与合作者成功构建石墨烯/α相氧化钼异质结,实现极化激元等频轮廓从开口到闭合的动态、可逆拓扑转变,并使其传播方向突破了原有晶向的限制。

  “我们在研究中成功将10微米波长的红外光压缩成几十纳米波长的极化激元,并调控性能实现平面内的能量聚焦和定向传播。”戴庆解释道,这就好像把大象装进粉笔盒的同时,还可以让大象在里面自由活动。

  对此,戴庆表示,这项研究利用极化激元成功实现纳米尺度的光操控,未来有望实现纳米尺度的光电融合。值得一提的是,《自然·纳米技术》还专门为这项研究成果配发评述文章。

  (原载于《科技日报》 2022-08-22 01版)

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