二维光波创建可重写的光学组件

哈佛大学约翰•保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的一个团队开发了用于表面光波的可重写光学组件。当某种材料将光波限制在2D平面上时，它就会变成称为极化子的东西-一种使光与物质之间的区别变模糊的粒子。极化子可以将光严格限制在纳米级，甚至可能限制在几个原子的厚度。这种能力对光电路的未来提出了有趣的启示。与电子集成电路不同，集成光学器件很难用常用的材料小型化：当前控制光的所有方法都是3D。

一个2D棱镜， 由哈佛SEAS提供。

SEAS应用物理博士后研究员Michele Tamagnone说：“利用完全可重新编程的光学电路控制和限制光的能力对于未来高度集成的纳米光子器件至关重要。”在先前的研究中，该团队演示了一种通过捕获六方氮化硼薄片中的光来创建和控制极化子的技术。在这项研究中，研究人员将这些薄片放在称为GeSbTe（GST）的材料的表面上，该材料与可重写CD和Blu-ray光盘表面上使用的材料相同。SEAS的博士后研究员，《自然通讯》发表的第一人，该论文的第一作者尹兴辉说：“使用简单的激光脉冲，GST的可重写特性允许对信息位进行记录、擦除和重写。利用这一原理，我们通过将透镜、棱镜和波导直接写入材料层来创建透镜、棱镜和波导，”。

写入材料的镜头和棱镜为2D。该材料上的极化子不是具有半球形透镜，而是穿过折射材料的平坦半圆充当透镜。极化子不是通过棱镜而是通过三角形，不是通过光纤而是通过简单的直线移动，该直线沿着预定路径引导波。使用一种称为近场显微镜的技术，该技术可以对远小于光波长的特征进行成像，从而使研究人员能够看到工作中的这些成分。他们还首次证明可以擦除和重写他们创建的光学组件。卡帕索说：“这项研究可能会为诸如单分子化学传感之类的应用开发出新的芯片，因为我们可重写设备中的极化子对应于光谱区域的频率，在该频率范围内分子具有其独特的吸收指纹”，卡帕索说。