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由英國、中國等四所大學研究團隊聯(lián)合課題組新發(fā)明的光漩渦器件芯片只有幾微米大，比傳統(tǒng)的元件尺寸小數(shù)千倍，并且能夠大規(guī)模、低成本制作，將被廣泛應(yīng)用于通信、傳感和微粒操控等領(lǐng)域。 在硅基光波導芯片上首次集成“漩渦光束”發(fā)射器件陣列，使人們在小尺寸的發(fā)射器件也能夠大量地制造出“龍卷風狀”的漩渦光束，這使得科學界一直在探索的量子計算機有了實現(xiàn)的可能這是最新一期《科學》雜志及其期刊網(wǎng)站主頁作為封面報道的科研成果。這項開創(chuàng)性研究成果，是復(fù)旦大學信息學院通信系、ASIC國家重點實驗室博士生朱江波參與其導師復(fù)旦大學長江講座教授余思遠教授領(lǐng)導的，英國、中國四所大學研究團隊合作進行的一項集成光子學方面課題獲得的。 人類自古以來就研究光，大多數(shù)人心目中的光有直射和折射的特點，但是在1992年，荷蘭萊頓大學發(fā)現(xiàn)了漩渦光束，這成為古老光科學的最新發(fā)展。漩渦光束有很多奇妙的性質(zhì)：與傳統(tǒng)概念相悖，在漩渦光束中，光線不是直線傳播，而是以螺旋線方式在一個空心的圓錐形光束中傳播。因此這種光束看起來很像一個漩渦或者龍卷風，其中的光線可以向左或向右扭轉(zhuǎn)。這些特殊性質(zhì)在光通信技術(shù)、量子信息技術(shù)、傳感、成像、微納操控技術(shù)、芯片等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。 據(jù)介紹，當這些光與物質(zhì)相互作用時，可以在物質(zhì)上保持一個扭矩力，因此它能被用作“光學扳手”，對微粒或液滴進行旋轉(zhuǎn)和囚禁。不同程度的扭曲也可用來傳輸信息，并增加光學通信線路的容量。此外，利用這些光進行成像和傳感的應(yīng)用也在研發(fā)之中。 漩渦光束發(fā)現(xiàn)20年來，傳統(tǒng)上一直用各種體光學元件來產(chǎn)生這種光束，但對于很多應(yīng)用，特別在很小區(qū)域內(nèi)需要大量漩渦光束的情況下，則非常不方便。 此次聯(lián)合課題組發(fā)明的新發(fā)射器只有幾微米大，比傳統(tǒng)的元件尺寸要小數(shù)千倍。它們以硅光波導為基礎(chǔ)，可以利用標準的集成電路制造技術(shù)制成。這種集成設(shè)備和系統(tǒng)能夠開拓有關(guān)光學漩渦的全新應(yīng)用：其能輕易地互相連接，形成光子集成電路中復(fù)雜的大型陣列，并被用于通信、傳感和微粒操控等領(lǐng)域。這一突破將使得人們能夠大規(guī)模、低成本制作光漩渦器件芯片，從而開發(fā)出原來不可能實現(xiàn)的許多全新應(yīng)用。 來源：IC設(shè)計與制造 |
