我國(guó)科學(xué)家在極化激元領(lǐng)域取得新進(jìn)展

如何在微觀世界里更好地操控光，讓通信、成像等技術(shù)實(shí)現(xiàn)新飛躍？我國(guó)一支科研團(tuán)隊(duì)通過國(guó)際合作，在極化激元領(lǐng)域取得最新進(jìn)展，有望實(shí)現(xiàn)納米尺度上光的精確操控并提升納米級(jí)光電互聯(lián)和光學(xué)傳感等應(yīng)用水平。研究成果18日由國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然·納米技術(shù)》在線發(fā)表。

極化激元是一種由入射光與材料表界面相互作用形成的特殊電磁模式，也可以認(rèn)為是一種光子與物質(zhì)耦合形成的準(zhǔn)粒子。它具有優(yōu)異的光場(chǎng)壓縮能力，可以輕易突破光學(xué)衍射極限從而實(shí)現(xiàn)納米尺度上光信息的傳輸和處理。

論文通訊作者之一、國(guó)家納米科學(xué)中心研究員戴慶介紹，研究團(tuán)隊(duì)巧妙設(shè)計(jì)石墨烯/α相氧化鉬異質(zhì)結(jié)并結(jié)合獨(dú)特的化學(xué)摻雜手段，首次在實(shí)驗(yàn)上證明了雜化極化激元的等頻輪廓發(fā)生拓?fù)滢D(zhuǎn)變，不僅使其傳播方向突破了原有晶向的限制，還能夠?qū)⒛芰扛咝R聚進(jìn)行定向低損傳輸。

“通俗來講，我們的研究工作就是把10微米的紅外光壓縮到千分之一再做調(diào)控，還要傳得遠(yuǎn)、調(diào)得動(dòng)?！贝鲬c說，“打個(gè)比方，不僅要把大象裝進(jìn)粉筆盒，還要驅(qū)使大象在里面自由活動(dòng)?！?/p>

在前期的研究工作中，戴慶課題組發(fā)展了氣體分子高效摻雜石墨烯的方法,保持著室溫下石墨烯等離激元最長(zhǎng)傳輸距離的記錄。

微納光學(xué)是光學(xué)學(xué)科發(fā)展的活躍前沿之一，也是新型光電子產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。微納光學(xué)元件可以在局域電磁相互作用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)許多全新功能，因此在光通信、互聯(lián)、存儲(chǔ)、傳感和成像等領(lǐng)域起到重要的作用。

據(jù)悉，上述研究成果將為進(jìn)一步操控電磁波的定向傳播和能量匯聚提供新途徑，也為設(shè)計(jì)納米光電互聯(lián)芯片提供了新的思路。（記者董瑞豐、張泉）