新技術可將光信號變成沿金屬表面行進的波

　　據物理學家組織網4月22日報道，美國科學家制造出一種新的納米尺度的連接設備，能將光學信號轉變成沿金屬表面行進的波。更為重要的是，新設備還能識別偏振光的偏振方向，并據此朝不同的方向發送信號。研究發表在4月19日出版的《科學》雜志上。

　　科學家們表示，最新研究提供了一種新的方式，讓人們能在亞波長尺度下精確地操控光，而不會破壞可能攜帶有數據的信號，這為有效地從光子設備傳遞信息給電子設備從而實現下一代單芯片光子互聯打開了大門。

　　該研究的合作者、哈佛大學工程和應用科學學院的研究生巴爾薩澤·穆勒說：“如果你想朝一塊擁有很多元件的小芯片周圍發送一個數據信號，那么，你需要能精確地控制信號的行進方向。如果你無法做到這一點，信號就有可能丟失。方向是信號能否成功傳遞的重要因素。”

　　過去，科學家們也能通過改變光射入連接設備表面的角度來控制這些波的行進方向。但就像穆勒所說的：“這實在很麻煩，光學電路很難成一條直線，因此，為了給信號設定方向而不斷重新調整角度非常不實際。”

　　新連接設備由一層薄薄的金組成，其上布滿小孔，科學家們設計的天才之處正在于這些切口形成的像鯡魚魚骨(箭尾形)一樣的圖案。該研究的主要作者、哈佛大學工程與應用科學學院的費德里科·卡帕索教授指出：“迄今為止，科學家們一直采用一系列平行的溝槽(格柵)來做這類事情，雖然它也能完成，但很多信號會丟失，而新設備上的新結構則能采用一種非常簡單和優雅的方式來控制信號的行進方向。”

　　現在，光只需要垂直地射入即可，新設備會做其他事情。它會將入射光變成表面等離子體激元(在金屬表面存在的自由振動的電子與光子相互作用產生的沿著金屬表面傳播的疏密波)。它也會閱讀入射光波的偏振方向——直線、左旋圓極化還是右旋圓極化，然后為其安排合適的路徑。新設備甚至能將一束光分成兩部分并朝不同方向發送不同的部分，這就使得多通路信息傳送成為可能。

　　新結構非常微小，每個圖案單元比可見光的波長還要小，因此，科學家們認為，新結構應該很容易同平面光學等新奇技術整合。然而，卡帕索表示，新設備最有可能用于未來的高速信息網絡內——納米尺度的電子設備(目前已經出現)、光子設備和等離子體有望集成在一塊微芯片上，從而實現下一代單芯片光子互聯。