新华社记者 董瑞丰 张泉
如何在微观世界里更好地操控光，让通信、成像等技术实现新飞跃？我国一支科研团队通过国际合作，在极化激元领域取得最新进展，有望实现纳米尺度上光的精确操控并提升纳米级光电互联和光学传感等应用水平。研究成果18日由国际学术期刊《自然·纳米技术》在线发表。
极化激元是一种由入射光与材料表界面相互作用形成的特殊电磁模式，也可以认为是一种光子与物质耦合形成的准粒子。它具有优异的光场压缩能力，可以轻易突破光学衍射极限从而实现纳米尺度上光信息的传输和处理。
论文通讯作者之一、国家纳米科学中心研究员戴庆介绍，研究团队巧妙设计石墨烯/α相氧化钼异质结并结合独特的化学掺杂手段，首次在实验上证明了杂化极化激元的等频轮廓发生拓扑转变，不仅使其传播方向突破了原有晶向的限制，还能够将能量高效汇聚进行定向低损传输。
“通俗来讲，我们的研究工作就是把10微米的红外光压缩到千分之一再做调控，还要传得远、调得动。”戴庆说，“打个比方，不仅要把大象装进粉笔盒，还要驱使大象在里面自由活动。”
在前期的研究工作中，戴庆课题组发展了气体分子高效掺杂石墨烯的方法,保持着室温下石墨烯等离激元最长传输距离的记录。
微纳光学是光学学科发展的活跃前沿之一，也是新型光电子产业的重要发展方向。微纳光学元件可以在局域电磁相互作用的基础上实现许多全新功能，因此在光通信、互联、存储、传感和成像等领域起到重要的作用。
据悉，上述研究成果将为进一步操控电磁波的定向传播和能量汇聚提供新途径，也为设计纳米光电互联芯片提供了新的思路。