晶体为光通信带来希望

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光子学领域的研究人员旨在利用光的力量,以类似于电子在半导体中流动的方式,将其用于通信和计算设备。但是,为了使光子晶体能够良好地用作电路,它们需要非常特定的缺陷,以控制光发射的抑制和增强,并使光线沿着预定的路径弯曲。两个研究小组报告了近期在实现这一目标方面的进展,代表着在通往超高速光学和量子计算道路上迈出的小步。

来自麻省理工学院 (MIT) 的一个由 Minghao Qi 领导的团队描述了一种将精确缺陷引入三维光子晶体的新方法,这种结构对于光学量子信息处理是必要的。该团队使用了光刻技术,即通过在一个层上沉积另一层来构建晶体,以制造光子晶体。科学家们特意引入了点缺陷,这些缺陷充当适用于电信应用波长的光波导。研究人员在最新一期的《自然》杂志上写道,这种制造工艺成本相对较低,并有望用于各种三维纳米结构。

最新一期《科学》杂志上的第二份报告描述了一种三维光子晶体,它使用不同的方法制造,可以在光通信波长下发光。日本京都大学的 Shinpei Ogawa 和他的同事制造了一种类似于木堆的光子晶体,每一层相对于下面的一层旋转 90 度(见图)。该团队在“木堆”中引入了缺陷,并发现缺陷会发光,而结构的其它部分则抑制光发射。作者总结道,研究结果“是在[光子晶体]中完全控制光子的重要一步。”

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