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微米級光學漩渦光束發射器面世

发布时间:2019-06-07 03:13:50

  英国布里斯托尔大学科学家领导的国际研究团队展示了硅芯片 漩涡光束 发射器集成阵列。相关研究报告将发布在一期《科学》杂志上。

  一般而言,生成 光学漩涡光束 需要透镜和全息摄影等有关光学组件。这虽利于科研但对于其他应用却十分不便,尤其是在需要大量、高密度的该种光束时。而布里斯托尔大学发明的新发射器只有几微米大,比传统的元件尺寸要小数千倍。同时,它们还以硅光波导为基础,因此可以利用标准的集成电路制造技术制成。

  科研人員表示,他們制成的微型光學漩渦設備十分小巧、緊湊,因此硅芯片內能容納數千個發射器,而制造成本也很低廉。這種集成設備和系統能夠開拓有關光學漩渦的全新應用:其能輕易地互相連接,形成光子集成電路中復雜的大型陣列,并被用于通信、傳感和微粒操控等領域。

  与传统的理念相左,这些光束并不会以直线传播,相反,它们的能量会在中空的圆锥形波束形状内呈螺旋状传递。因此这些光束看起来更像是旋风或漩涡,向左或向右扭动着。而理论上对它们的扭曲方式也没有限制。在量子力学中,这一特征与光子的轨道角动量相关。也就是说在这些光束中的光子可被认为会环绕光束轴运行,这与行星环绕恒星旋转运动类似。

  微米级 光学漩涡光束

  当这些光与物质相互作用时,其可以在物质上保持一个扭矩力,因此它能被用作 光学扳手 ,对微粒或液滴进行旋转和囚禁。不同程度的扭曲也可用来传输信息,其能允许单个光学信号携带更多的信息,并增加光学通信线路的容量。

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