在突破性“反激光”的基础上,一个研究小组开发了一个系统,可以引导光和其他电磁波进行信号处理,而没有任何不想要的信号反射——这一创新可以推动局域网,光子学领域和其他应用。 十多年前,斯通带领一个团队创造了反激光,或“相干完美吸收体”(CPA)。反激光器不像激光器那样发射光束,而是以同样的精度吸收输入光。 在激光器中,光在两个反射镜之间来回反射,每次都穿过一种放大材料,即所谓的“增益介质”,如砷化镓。因为光具有特定的波长,所以它会产生一种强度不断增强的反馈。在一个典型的光源中,例如一个普通的灯泡,原子独立辐射并产生许多不同波长的光,结果光向许多方向传播。然而,在激光中,原子以相同的频率和相同的方向辐射,产生单一波长的集中光束。 反激光的不同之处在于,它不使用放大材料,而是使用吸收光的材料——即“损耗介质”。在其最简单的版本中,反激光将一束激光分成两束,并使两束光束相互相遇,在一个像纸一样薄的硅晶片上相遇。光波被精确地调整到相互交错并被捕获。然后它们消散成热量。 在他们最近的工作中,研究人员基于这一概念,开发了一种基于他们所谓的“无反射散射模式”(RSMs)的设备。 “我们问是否有这样的原理,我们可以引导光,而不是将其转换成另一种形式的能量,”应用物理学和物理学的卡尔·a·莫尔斯教授斯通说。“因为有了光纤和现代光子电路,引导光而不让任何光反射回来是非常有价值的。” 在那里,他们开发了一种装置,这种装置不是吸收电波,而是将它们重定向到特定的频道。斯通从事该项目的理论研究,而法国雷恩大学的菲利普·德尔·侯涅则建造了实际的装置。 “它不是全部被转换,而是要么全部进入我们选择的输出通道,要么一部分被吸收,剩下的进入输出通道,”Stone说。“下一步,我们希望制造一种类似的设备,其中的吸收可以忽略不计,这样所有的能量都可以有效地传递,以执行其信息或传感功能。例如,人们对降低手机网络功耗的技术很感兴趣。” 该设备消除了信号反射,这是信号路由器长期以来的一个问题,是现代纳米光子和射频网络的关键组成部分。除了造成信号功率的损失之外,这种反射还会在网络中造成破坏性的不想要的反射信号功率回波。 这项研究的其他作者是耶鲁大学的博士生阿里·阿尔胡拉米和雷恩大学的杰罗姆·索尔。 |