Kevin译
美国哈佛大学工程与应用科学学院（SEAS）Balthasar
Müller说：“如果你想在由众多元件构成的微小芯片上向周围发射数据信号，那么你就需要能够精确控制信号的去向，否则，信息就会丢失。因此，方向性是一个非常重要的因素。”Müller及其同事与来自新加坡和中国的研究人员合作开发一种耦合器，可将入射光波转换成一种叫做表面等离子体激元的波（即在金属表面附近传播的电子涟漪波）。通过改变光波的运动，它可以用于引导表面等离子体激元波的方向，为新一代片上光学互联的发展铺平了道路。这种光学互联结构可有效地从光学设备汇集信息，然后传入电子设备。相关研究成果发表在《科学》杂志上(doi:
10.1126/science.1233746)。
以前，通过改变光波照射耦合器表面的入射角度，控制等离子体激元波的方向。但是，这种方法非常麻烦。光学回路很难对准，因此，为了安排信号的传输路线而重新调整入射角度是不切实际的。
该耦合器正常工作时，光波垂直入射。该设备就好比一台交通控制器，首先读取入射光波的偏振态（线偏振、左旋圆偏振或者右旋圆偏振），然后再安排其传播路径。它还可以分光，让一部分光束向不同的方向传播，这样就可以实现信息的多通道传输。
研究人员说，该耦合器区别于其它设备的不同之处就在于它的图案分布模式。它由一块表面分布着许多微孔的薄金片构成，微孔成类似于人字形的图案分布。
SEAS的Federico
Capasso和Robert L.
Wallace教授说：“到目前为止，专业的解决方案一直是一系列平行的凹槽。这种结构被称作光栅，虽然有一定的技巧性，但是在处理过程中会损失大部分的信号。如今，专业解决方案或许将会我们所构造的结构，因为它可以以一种非常简洁的方式来控制信号的传输方向。”
这种新型耦合器非常小（图案的每个重复单元小于可见光波长），研究人员可以很容易地将这种设计应用到新技术中，例如平面光学。而且，它还可以纳入未来的高速信息网络，将纳米电子器件与光学和等离子体器件集成在单一的微芯片上。
图3：近场扫描光学显微镜拍摄的图片显示了穿过耦合器表面传播的等离子体激元波。中间图片中，线偏振光被捕获后，转换成分别向左、右传播的光波；左图中，左旋圆偏振光只向左传播；右图中，右旋圆偏振光只向右传播。（Jiao
Lin和Balthasar Müller供图）
该研究的其他作者分别是：前SEAS博士后研究员Jiao
Lin，现工作于新加坡制造技术研究院；来自南洋理工大学的Qian Wang和Guanghui
Yuan；哈佛大学纳米系统中心聚焦离子束（FIB）首席工程师Nicholas
Antoniou；中国南开大学现代光学研究所教授Xiao-Cong Yuan。
欲了解详细信息，请访问：www.seas.harvard.edu。
来源：www.photonics.com
(2019-06-28 16:18:37) 
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