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仅三个原子厚 最薄光学装置问世

2019-08-14 科技日报 冯卫东
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  据最新一期《自然·纳米技术》报道,美国科学家研制出世界上最薄的光学装置——一种只有3个原子厚的波导。此项研究成果可将现有光学器件的尺寸缩小几个数量级,或带来更高密度、更高容量的光子芯片。

  加州大学圣地亚哥?#20013;?#30740;制的这款新型波导,厚度约为6埃米(1埃米=10-10米),比典型光纤薄1万倍,比集成光子电路中的片上光波导薄约500?#19969;?#27874;?#21152;尚?#28014;在硅框架上的二硫化钨单层(两层硫原子中间夹一层钨原子)组成,单层由一系?#24515;擅卓?#22270;案形成光子晶体。

  这?#20540;?#23618;晶体的特殊之处在于,其在室温下可支持被称为激子的电子—空穴对。这些激子产生强烈的光学响应,使晶体的折射率大?#38469;?#22260;绕其表面的空气折射率的4?#19969;?#30456;比之下,具有相同厚度的另一?#26893;?#26009;不具备如此高的折射率。当光线通过晶体传播时,它会被内部捕获并通过全内反射沿着平面传导。该波导的另一个特征是,可在可见光谱中传导光。

  蚀刻到晶体中的纳?#21331;自市?#19968;些光垂直于平面散射,从而得以观察和探测。这个孔阵列产生的周期?#36234;?#26500;,使晶体还能作为谐振器。该系统不仅可以共振地增强光物质相互作用,还可作为二阶光栅耦合器将光耦?#31995;?#20809;波导中。

打印 责任编辑:侯茜
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