我國科學家在極化激元領域取得新進展

如何在微觀世界里更好地操控光，讓通信、成像等技術實現(xiàn)新飛躍？我國一支科研團隊通過國際合作，在極化激元領域取得最新進展，有望實現(xiàn)納米尺度上光的精確操控并提升納米級光電互聯(lián)和光學傳感等應用水平。研究成果18日由國際學術期刊《自然·納米技術》在線發(fā)表。

極化激元是一種由入射光與材料表界面相互作用形成的特殊電磁模式，也可以認為是一種光子與物質(zhì)耦合形成的準粒子。它具有優(yōu)異的光場壓縮能力，可以輕易突破光學衍射極限從而實現(xiàn)納米尺度上光信息的傳輸和處理。

論文通訊作者之一、國家納米科學中心研究員戴慶介紹，研究團隊巧妙設計石墨烯/α相氧化鉬異質(zhì)結并結合獨特的化學摻雜手段，首次在實驗上證明了雜化極化激元的等頻輪廓發(fā)生拓撲轉變，不僅使其傳播方向突破了原有晶向的限制，還能夠?qū)⒛芰扛咝R聚進行定向低損傳輸。

“通俗來講，我們的研究工作就是把10微米的紅外光壓縮到千分之一再做調(diào)控，還要傳得遠、調(diào)得動?！贝鲬c說，“打個比方，不僅要把大象裝進粉筆盒，還要驅(qū)使大象在里面自由活動?！?/p>

在前期的研究工作中，戴慶課題組發(fā)展了氣體分子高效摻雜石墨烯的方法,保持著室溫下石墨烯等離激元最長傳輸距離的記錄。

微納光學是光學學科發(fā)展的活躍前沿之一，也是新型光電子產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。微納光學元件可以在局域電磁相互作用的基礎上實現(xiàn)許多全新功能，因此在光通信、互聯(lián)、存儲、傳感和成像等領域起到重要的作用。

據(jù)悉，上述研究成果將為進一步操控電磁波的定向傳播和能量匯聚提供新途徑，也為設計納米光電互聯(lián)芯片提供了新的思路。（記者董瑞豐、張泉）