科学家开发出纳米尺度光子晶体

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澳大利亚斯威本科技大学和德国埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学（FAU）的一个国际研究团队，通过模仿蝴蝶翅膀的微观结构，开发出一种小于人类头发丝宽度的纳米级光子晶体设备，能同时适用于线性和圆形偏振光，使光通信更迅捷更安全。
该光子晶体可以同时分割左、右圆形偏振光，其设计灵感来自于卡灰蝶，也称为黄星绿小灰蝶。它的翅膀里具有三维纳米结构，赋予其充满活力的绿色。其他昆虫也有可提供色彩的纳米结构，但卡灰蝶却有着一个重要的不同。斯威本大学的马克·特纳博士说：“这种蝴蝶的翅膀包含一个互连的纳米级螺旋弹簧巨大阵列，形成了独特的光学材料。我们用这个概念来开发光子晶体装置。”
光子晶体相当于微型偏振分光镜。偏振分光镜用于现代技术，如电信、显微镜和多媒体。但天然晶体只适用于线性偏振光，不能用于圆形偏振光。研究人员利用三维激光纳米技术，使得该光子晶体具有了天然光子晶体没有的特性，从而能适用于圆偏振光。这种微型设备包含了超过75万个微小的聚合物纳米棒。
斯威本大学微光电中心主任顾敏（音译）教授说：“我们相信已经创建了第一个纳米尺度的光子晶体手性分光镜。它有可能成为开发集成光子电路的一种有用的电子元件，在光通信、影像学、计算机信息处理技术和传感中发挥重要作用。该技术为转向纳米光子器件提供了新的可能性，使我们朝着开发可以克服超高速光网络带宽瓶颈的光学芯片更近了一步。”
该研究成果已经发表在最新一期的《自然·光子学》杂志上。
总编辑圈点
自然比人的想象更丰富。看似无奇的绿光，来自一种光学装置设计者从未见过的复杂结构。卡灰蝶翅膀里的天下无双的怪异阵列，是纯属偶然的基因变异数亿年积累的产物。而有想象力的科学家，在它的启发下，制造出地球上从未存在过的光学奇观。模仿自然的美，是人类创造的原动力。