納米粒子可像路標引導光流方向,有助新型光控設備開發

據最新一期《自然·光子學》雜誌報導,澳大利亞國立大學(ANU)物理學家開發出一種微小的半透明載玻片,通過操縱光在納米尺度上的傳播方向,產生兩個截然不同的圖像。這一技術為開發新型基於光的設備鋪平道路,有望帶來更快、更便宜、更可靠的互聯網,成為未來許多技術的基礎。

澳大利亞國立大學研製的小載玻片。圖片來源:艾拉·馬魯工作室

當光線穿過載玻片時,可看到一幅圖像,但翻轉載玻片,可看到完全不同的圖像——為實現這種效果,研究人員將大約12000個納米粒子放在髮絲大小的橫截面內,這些微小的粒子在載玻片上排列成獨特的圖案。

項目負責人、ANU非線性物理中心謝爾蓋·克魯克表示,粒子控制光的流動,就像通過路標導引車流來控制繁忙道路上的交通,有些粒子只允許光從左向右流動,其他粒子則從右向左流動,或者在任何方向都「禁止通行」。

根據研究人員的說法,在納米尺度上控制光流的能力可確保光「到達它應該去的地方,而不去它不該去的地方」。

研究人員表示:「我們在光的幫助下交換了大量的信息。例如,當你在澳大利亞對歐洲進行影片通話時,聲音和圖像會被轉換為短脈衝光,通過光纖在大陸上和海洋中傳播數千公里。但當我們使用當前基於光的技術來交換信息時,光線可能會散射或反射,從而影響通信。」

「通過確保光線準確地流向需要的地方,我們將解決當前技術的諸多問題。未來許多技術的發展將在很大程度上依賴於在小範圍內控制光的能力。」克魯克博士說,可控制光流的微型組件的廣泛應用,可能會帶來技術和社會變革,類似於過去通過開發控制電流的微型組件(二極體和晶體管)所帶來的變革。而對納米級電流的控制最終為人們帶來了現代計算機和智能手機。因此,設想這種新興技術在控制光流方面的潛力將是非常令人興奮的。

(原標題:納米粒子可像路標導引光流方向 有助開發新型光控設備)

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