[據(jù)激光電子世界網(wǎng)站2017年4月18日報道] 美國哥倫比亞大學研究人員發(fā)明了一種通過使用納米天線來控制在光在波導中高效傳播模式的方法。為了演示這種技術，他們構建了光子集成器件。該器件不僅具有創(chuàng)紀錄的小尺寸，而且還能夠在前所未有的廣泛波長范圍內保持最佳性能。

該光子集成電路可以通過多個模式，即模分復用（MDM）技術引導數(shù)據(jù)來提升波導數(shù)據(jù)速率，而不僅僅是單個模式。因此，操縱模式的能力變得非常重要。在此引入模式轉換器。

沿波導傳播的光波的光功率被限制在波導的核心內，研究人員只能通過波導表面附近存在的小的漸逝“尾跡”探尋導波。這些引導波特別難以操縱，因此光子集成器件的尺寸往往較大，從而限制芯片的器件集成密度。

哥倫比亞大學的研究小組發(fā)現(xiàn)，在波導管中控制光最有效的方法是用光學納米天線來“裝飾”波導。該納米天線將光從波導芯內部拉出，修改光的性質，再將光釋放回波導。密集堆疊的納米天線陣列的累積效應非常強，可以在不超過兩倍波長的傳播距離內實現(xiàn)波導模式轉換等功能。

哥倫比亞大學教授，研究人員Nanfang Yu說：“考慮到實現(xiàn)波導模式轉換的常規(guī)方法需要長達數(shù)百倍波長的器件，這是一個突破。我們已經(jīng)能夠將設備的尺寸減小10到100倍。”

Yu計劃接下來將可調諧光學材料納入光子集成器件，以實現(xiàn)對波導中傳播的光的主動控制。這些有源裝置將是增強現(xiàn)實護目鏡的基本構件，首先確定佩戴者的眼睛像差，然后將像差校正圖像投影到眼睛中，他和他的哥倫比亞工程部的同事Michal Lipson，Alex Gaeta，Demetri Basov吉姆·霍恩和哈里斯·克里希納斯瓦米正在努力。Yu還在探索將波導中傳播的波轉換成強表面波，最終可用于片上化學和生物傳感。（工業(yè)和信息化部電子第一研究所  張慧）