加利福尼亚大学工程师证明一种有效捕获光的新方法

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/03/29 02:59:53
加利福尼亚大学工程师证明一种有效捕获光的新方法

2014-12-23 中国航空报 王利





美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校工程师日前证明了一种有效捕获光的新方法,利用一种由矩形金属波导和光散射陶瓷组成的超材料设备,能使光停住并长时间保留在光腔中。这项研究攻克了当前纳米光学中的一个重要难题,研究人员正在寻找捕获光的方法,用光作光学计算线路和微型开关等设备。

“因为电子线路相对较慢,未来的目标是造出能用光而不是电子来执行各种运算的计算机。据我们预测,光学计算机将比电子计算机的速度快3到4个数量级。”该校雅各布工程学院电学与计算机工程副教授波巴卡·坎特说,“但要做到这一点,我们必须要让光停止,并把它存在某个腔洞里很长时间。”

研究人员利用了一种叫作光连续区束缚态(BIC)的现象,这种现象最初发现于量子波力学研究的早期。要让光减慢甚至在某个地方停下来,要靠光腔来捕获光,就像把声音捕获到一个腔洞里。波在腔洞壁连续地反射,只要有任何孔洞都会设法逃逸,而目前大部分的光腔都有不少漏洞。光腔保留光的能力由质量指标Q来衡量,Q值越高,泄漏的光就越少。

坎特和博士后研究员托马斯·莱贝特围绕光泄漏问题寻找到了解决方法。他们设计了一种超材料BIC设备,由矩形金属波导和光散射陶瓷组成。这种BIC光腔并非限制光逃逸孔洞的大小和数量,而是能对光波产生相消干涉。虽然允许光逃逸,但经不同通道逃逸的诸多波会彼此抵消。坎特说,他们的这种新设备,标志着人们第一次在超材料中观察到BIC现象,这种材料包含的腔洞更小。如果想在未来造出紧密的光子设备,就要能在亚波长系统中存储光。

而且早期研究中只报告观察到一个BIC,莱贝特和坎特观察到了多个束缚态,使光捕获更加稳定,不易受外界干扰。研究人员指出,通过BIC捕获光还有许多其他应用,不止在光线路和数据存储方面。由于这种系统能长时间保留光,就可能增强光与物质之间特定的非线性相互作用,这类作用在生物传感器、紧密太阳能电池中非常重要。




http://www.cannews.com.cn/2014/1223/115462.shtml


加利福尼亚大学工程师证明一种有效捕获光的新方法

2014-12-23 中国航空报 王利





美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校工程师日前证明了一种有效捕获光的新方法,利用一种由矩形金属波导和光散射陶瓷组成的超材料设备,能使光停住并长时间保留在光腔中。这项研究攻克了当前纳米光学中的一个重要难题,研究人员正在寻找捕获光的方法,用光作光学计算线路和微型开关等设备。

“因为电子线路相对较慢,未来的目标是造出能用光而不是电子来执行各种运算的计算机。据我们预测,光学计算机将比电子计算机的速度快3到4个数量级。”该校雅各布工程学院电学与计算机工程副教授波巴卡·坎特说,“但要做到这一点,我们必须要让光停止,并把它存在某个腔洞里很长时间。”

研究人员利用了一种叫作光连续区束缚态(BIC)的现象,这种现象最初发现于量子波力学研究的早期。要让光减慢甚至在某个地方停下来,要靠光腔来捕获光,就像把声音捕获到一个腔洞里。波在腔洞壁连续地反射,只要有任何孔洞都会设法逃逸,而目前大部分的光腔都有不少漏洞。光腔保留光的能力由质量指标Q来衡量,Q值越高,泄漏的光就越少。

坎特和博士后研究员托马斯·莱贝特围绕光泄漏问题寻找到了解决方法。他们设计了一种超材料BIC设备,由矩形金属波导和光散射陶瓷组成。这种BIC光腔并非限制光逃逸孔洞的大小和数量,而是能对光波产生相消干涉。虽然允许光逃逸,但经不同通道逃逸的诸多波会彼此抵消。坎特说,他们的这种新设备,标志着人们第一次在超材料中观察到BIC现象,这种材料包含的腔洞更小。如果想在未来造出紧密的光子设备,就要能在亚波长系统中存储光。

而且早期研究中只报告观察到一个BIC,莱贝特和坎特观察到了多个束缚态,使光捕获更加稳定,不易受外界干扰。研究人员指出,通过BIC捕获光还有许多其他应用,不止在光线路和数据存储方面。由于这种系统能长时间保留光,就可能增强光与物质之间特定的非线性相互作用,这类作用在生物传感器、紧密太阳能电池中非常重要。




http://www.cannews.com.cn/2014/1223/115462.shtml


实际上并没有让光停下来吧,只是困住了。