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澳科學家研制納米光控芯片或有助于研究黑洞

2016-04-12
關鍵詞: 芯片 黑洞 角動量

       據(jù)國外媒體報道,一個澳大利亞的研究團隊制造出了可以對光進行納米操控的芯片,這一突破性發(fā)明為下一代光學技術鋪平了道路,也使人類進一步認識黑洞成為可能。這個研究團隊在來自澳大利亞皇家墨爾本理工大學的顧敏教授(Min Gu)的帶領下設計出了一款集成納米光子芯片,該芯片對光的角動量的控制達到了空前高的水平。這項開創(chuàng)性成果為在信息的產(chǎn)生、傳送、處理和記錄上使用芯片級角動量提供機會,也可幫助科學家們更好地了解黑洞的演化和性質(zhì)。

  一束光在進行接近直線的運行時會繞其光軸旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)。近幾十年以來,科學家們對于測量這種動態(tài)轉(zhuǎn)動的光的角動量產(chǎn)生了濃厚的研究興趣。研究的主 要關注點之一是使用角動量實現(xiàn)光學纖維大規(guī)模擴張的可能性,這種方法也被稱為“復用”。然而,由于自然界中不存在可以感受到扭曲的光的物質(zhì),因此實現(xiàn)芯片 級的角動量復用仍然是一個重大的挑戰(zhàn)。顧教授表示,他們的團隊在光子芯片上設計了一系列精細的納米孔徑和納米溝槽,從而首次使用芯片對扭曲的光進行操控。

  該設計不需要其他任何大體積光學材料來探測角動量信號。他認為,此次發(fā)現(xiàn)開啟了包括超高清顯示、超高容量光通信和超安全光學加密在內(nèi)的真正壓縮 的芯片角動量應用的大門,也能夠進行延伸來描述引力波的角動量性能特征,有助于科學家們獲得黑洞相互作用的更多信息,揭開宇宙黑洞的奧秘。

  斯威本科技大學的博士候選人任浩然(Haoran Ren)表示,將光學數(shù)據(jù)信號發(fā)送到光子芯片上時,了解數(shù)據(jù)傳送的目的地是十分重要的,否則信息將會丟失。而經(jīng)過特殊設計的納米光子芯片能夠精確地引導角 動量數(shù)據(jù)信號,使它們在不同的傳送模式納米環(huán)形縫隙中傳送而不丟失任何信息。

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