中英科學(xué)家發(fā)明新型集成光漩渦器件

由中山大學(xué)千人計(jì)劃引進(jìn)人才余思遠(yuǎn)教授領(lǐng)銜，中、英四所大學(xué)研究人員組成科研團(tuán)隊(duì)，成功地在硅基光波導(dǎo)芯片上首次集成了“漩渦光束”發(fā)射器件陣列。研究成果作為封面報(bào)道發(fā)表于10月19日出版的美國(guó)《科學(xué)》雜志及其期刊網(wǎng)站主頁(yè)。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，該成果開(kāi)辟了集成光子學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)新前沿。

據(jù)介紹，1992年，漩渦光束在荷蘭萊頓大學(xué)被發(fā)現(xiàn)。它具有一個(gè)奇妙的性質(zhì)：在漩渦光束中，光線不是直線傳播，而是以螺旋線的形式，在一個(gè)空心的圓錐形光束中傳播。因此，這種光束看起來(lái)像一個(gè)漩渦或龍卷風(fēng)，其中的光線可以向左或向右扭轉(zhuǎn)。這一特殊性質(zhì)在光通信技術(shù)、量子信息技術(shù)等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景。

漩渦光束被發(fā)現(xiàn)后的20年來(lái)，研究者一直利用各種體光學(xué)元件，例如柱狀透鏡、某些特殊波片、全息片、空間光調(diào)制器等制造這種光束。然而，該方法適用于研究，對(duì)于很多應(yīng)用情況，特別是很小區(qū)域內(nèi)需要大量漩渦光束的情況，卻非常不便，限制了漩渦光束應(yīng)用的發(fā)展。

余思遠(yuǎn)團(tuán)隊(duì)發(fā)明的集成光漩渦發(fā)射器件，尺寸只有幾個(gè)微米，比傳統(tǒng)光學(xué)元件小數(shù)千至數(shù)萬(wàn)倍。該器件基于硅基光波導(dǎo)，可以在光子芯片上通過(guò)光波導(dǎo)互聯(lián)，構(gòu)成大規(guī)模的復(fù)雜陣列，并可用標(biāo)準(zhǔn)的集成電路工藝制作。

業(yè)內(nèi)專家評(píng)價(jià)說(shuō)，這一突破將使人們能夠大規(guī)模、低成本制作光漩渦器件芯片，開(kāi)發(fā)出原來(lái)不可能實(shí)現(xiàn)的全新應(yīng)用領(lǐng)域。