零折射率波導讓光駐波首次“現形”

　　據物理學家組織網日前報道，美國科學家研發出可與目前的硅光子技術兼容的零折射率波導，而且他們還借此觀察到了一種此前被認為不能觀察到的物理學現象——光的駐波。這一研究發表在美國化學學會（ACS）旗下《光子學》雜志上。

　　該研究由哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院的科學家進行，哈佛技術發展辦公室已為新技術申請了專利，正在探索其可能的商業應用。

　　當折射率為零時，光不再表現為移動的波——即在空間中移動的一系列波峰和波谷，相反，光波會延伸至無限長。這對于集成光子學來說至關重要，因為大多數光學設備使用兩種或多種光波之間的相互作用來工作，如果波長無限長，匹配這一波長的相位很容易。

　　哈佛物理學教授艾瑞克·馬茲爾領導的團隊此次研制出一種零折射率的波導，并借助其首次看見了駐波。一般而言，光波的波長太小且振蕩得太快，因此很難對其屬性進行測量，只能給出平均值。真正看見波長的唯一方式是讓兩種波進行干涉，而頻率相同、傳輸方向相反的兩種波進行干涉產生的波被稱為駐波。

　　研究人員讓兩束位于相反方向的光通過這個波導，從而制造出了駐波。每束波以同樣的頻率在相反的方向快速振蕩，這意味著它們會在某個地方相互抵消而在其他地方增強，從而制造出一種全亮或全暗的模式。而且，因為這一波導的折射率為零，該研究團隊能將波長延伸直至看見。這可能是擁有無限長波長的駐波首次被看見。

　　研究人員解釋說，這為硅光子學增加了重要工具，可以將這一設備應用于傳統的光子設備。未來的量子計算機可能基于通過光子通信的受激原子網絡，原子相互作用的范圍大致相當于光的波長。通過使波長變長，就能借助長范圍的相互作用來對量子設備進行升級。