科学家发明新型集成光漩涡器件

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科学家发明新型集成光漩涡器件



记者从中山大学获悉，由该校千人计划引进人才余思远教授领衔，中、英四所大学研究人员组成科研团队，成功地在硅基光波导芯片上首次集成了“漩涡光束”发射器件阵列。研究成果作为封面报道发表于10月19日出版的美国《科学》杂志及其期刊网站主页。业内专家认为，该成果开辟了集成光子学领域的一个新前沿。

据介绍，1992年，漩涡光束在荷兰莱顿大学被发现。它具有一个奇妙的性质：在漩涡光束中，光线不是直线传播，而是以螺旋线的形式，在一个空心的圆锥形光束中传播。因此，这种光束看起来像一个漩涡或龙卷风，其中的光线可以向左或向右扭转。这一特殊性质在光通信技术、量子信息技术等领域具有非常广泛的应用前景。

漩涡光束被发现后的20年来，研究者一直利用各种体光学元件，例如柱状透镜、某些特殊波片、全息片、空间光调制器等制造这种光束。然而，该方法适用于研究，对于很多应用情况，特别是很小区域内需要大量漩涡光束的情况，却非常不便，限制了漩涡光束应用的发展。

余思远团队发明的集成光漩涡发射器件，尺寸只有几个微米，比传统光学元件小数千至数万倍。该器件基于硅基光波导，可以在光子芯片上通过光波导互联，构成大规模的复杂阵列，并可用标准的集成电路工艺制作。

业内专家评价说，这一突破将使人们能够大规模、低成本制作光漩涡器件芯片，开发出原来不可能实现的全新应用领域。