中国科学家实现纳米级光操纵

在纳米尺度上更好地操纵光子以实现光电融合是未来大幅度提高信息处理能力的关键。21日，记者从国家纳米科学中心获悉，该中心研究人员和合作者在极化子领域取得新进展，大幅提高了纳米级光子的精确操控水平，对提升纳米成像和光学传感的应用性能具有重要意义。相关研究成果在线发表在《自然纳米技术》杂志上。

与电子相比，光子具有许多优点，如速度快、能耗低、容量大等。并有望在未来大大提高信息处理能力。“但由于光学衍射极限的存在，难以实现光学信息在纳米尺度上的传输和处理，阻碍了光子的优异性能。”通讯作者之一、国家纳米科学中心研究员戴青介绍。

极化子是存在于物质表面界面的一种特殊电磁模式，也可以认为是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，可以轻松突破光学衍射极限，将光波长压缩到纳米尺度进行操控，实现纳米级光信息的传输和处理。

利用近场光学显微镜，戴青研究组及其合作者成功构建了石墨烯/相氧化钼异质结，实现了极化子等频剖面从打开到关闭的动态可逆拓扑转变，使其传播方向突破了原有晶体取向的限制。

“在我们的研究中，我们成功地将波长为10微米的红外光压缩成波长为几十纳米的偏振激子，并对性能进行了调整，实现了能量聚焦和在平面内的定向传播。”戴青解释说，这就像把一头大象放在粉笔盒里，同时允许大象在里面自由活动。

对此，戴青表示，这项研究利用极化激元成功实现了纳米级的光操纵，未来有望实现纳米级的光电融合。值得一提的是，《自然纳米技术》还为该研究成果配发了一篇综述文章。