據物理學家組織網9月3日(rì)(北京時間)報道,澳大利亞斯威本科(kē)技(jì)大學和德國埃爾朗根-紐(niǔ)倫堡弗(fú)裏德裏希?亞曆山大大學(FAU)的一個國際研究(jiū)團隊,通過模仿蝴蝶翅膀的微觀結構,開發出一(yī)種小於人類頭發絲寬度的納米級光子晶體設備,能同時適(shì)用(yòng)於線(xiàn)性和圓形偏振(zhèn)光,使光通信更迅捷更安全。
該光子晶(jīng)體可以同(tóng)時分割左、右圓形偏振(zhèn)光,其設計(jì)靈感來自於卡灰蝶(dié),也稱(chēng)為黃星綠小灰蝶。它的(de)翅(chì)膀裏具有(yǒu)三維納米(mǐ)結構,賦予其充滿活力的綠色。其他昆蟲也有可提供色彩的納米結構,但卡灰蝶卻有(yǒu)著一個重要的不同。斯威本大學的馬克?特納博士說:“這種蝴蝶的翅膀包含一個互連的納米級螺旋彈簧(huáng)巨大陣列,形成了獨特的光學材料(liào)。我們用這個概念來開發光子晶體裝置。”
光子晶體相當於微型偏振(zhèn)分光鏡。偏振分(fèn)光鏡用於現代技術,如電信、顯微鏡和多媒體。但天然(rán)晶體隻(zhī)適用於(yú)線性偏振光,不能用於圓形(xíng)偏振光。研究人員利用三維激光納米(mǐ)技術,使(shǐ)得該光子晶體具有了天然光子晶體沒有的特性,從(cóng)而能適用於圓偏振光。這種微型設備包(bāo)含了超過75萬個微小的聚合(hé)物納(nà)米棒(bàng)。
斯威本大學微光電中心主任顧敏(音(yīn)譯)教授說:“我們相信(xìn)已經創建了第一個納(nà)米尺度的光子晶體手性分光鏡。它有可能成為開發集成光子電路的一種有用的電子元件,在光通信、影像學、計算機(jī)信(xìn)息處理技術和傳感中發揮重要作用。該技(jì)術為轉向納米光子器件提供了(le)新的可能性,使我(wǒ)們朝著開發可以克(kè)服(fú)超高速光網(wǎng)絡帶(dài)寬瓶頸的光學芯片更近了一步。”
該研究成果已經(jīng)發表在最新一期(qī)的《自然?光子(zǐ)學》雜誌(zhì)上。
總編輯圈(quān)點
自然比人的想(xiǎng)象更豐(fēng)富(fù)。看似無奇的綠光,來自一種光(guāng)學(xué)裝置設計者從未見過的複雜結構。卡灰蝶翅膀(bǎng)裏的天(tiān)下無雙的(de)怪異陣列,是純屬偶然的基因變異數億年積累的產物。而有想(xiǎng)象力的科學家,在它的啟發下,製造出地球上從未存在過的光學奇觀。模仿自然的美,是人類創造的原動力。
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