澳科學(xué)家研制納米光控芯片或有助于研究黑洞

　　據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，一個(gè)澳大利亞的研究團(tuán)隊(duì)制造出了可以對(duì)光進(jìn)行納米操控的芯片，這一突破性發(fā)明為下一代光學(xué)技術(shù)鋪平了道路，也使人類進(jìn)一步認(rèn)識(shí)黑洞成為可能。這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在來自澳大利亞皇家墨爾本理工大學(xué)的顧敏教授(Min Gu)的帶領(lǐng)下設(shè)計(jì)出了一款集成納米光子芯片，該芯片對(duì)光的角動(dòng)量的控制達(dá)到了空前高的水平。這項(xiàng)開創(chuàng)性成果為在信息的產(chǎn)生、傳送、處理和記錄上使用芯片級(jí)角動(dòng)量提供機(jī)會(huì)，也可幫助科學(xué)家們更好地了解黑洞的演化和性質(zhì)。

　　一束光在進(jìn)行接近直線的運(yùn)行時(shí)會(huì)繞其光軸旋轉(zhuǎn)和扭轉(zhuǎn)。近幾十年以來，科學(xué)家們對(duì)于測(cè)量這種動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)動(dòng)的光的角動(dòng)量產(chǎn)生了濃厚的研究興趣。研究的主要關(guān)注點(diǎn)之一是使用角動(dòng)量實(shí)現(xiàn)光學(xué)纖維大規(guī)模擴(kuò)張的可能性，這種方法也被稱為“復(fù)用”。然而，由于自然界中不存在可以感受到扭曲的光的物質(zhì)，因此實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)的角動(dòng)量復(fù)用仍然是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。顧教授表示，他們的團(tuán)隊(duì)在光子芯片上設(shè)計(jì)了一系列精細(xì)的納米孔徑和納米溝槽，從而首次使用芯片對(duì)扭曲的光進(jìn)行操控。

　　該設(shè)計(jì)不需要其他任何大體積光學(xué)材料來探測(cè)角動(dòng)量信號(hào)。他認(rèn)為，此次發(fā)現(xiàn)開啟了包括超高清顯示、超高容量光通信和超安全光學(xué)加密在內(nèi)的真正壓縮的芯片角動(dòng)量應(yīng)用的大門，也能夠進(jìn)行延伸來描述引力波的角動(dòng)量性能特征，有助于科學(xué)家們獲得黑洞相互作用的更多信息，揭開宇宙黑洞的奧秘。

　　斯威本科技大學(xué)的博士候選人任浩然(Haoran Ren)表示，將光學(xué)數(shù)據(jù)信號(hào)發(fā)送到光子芯片上時(shí)，了解數(shù)據(jù)傳送的目的地是十分重要的，否則信息將會(huì)丟失。而經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的納米光子芯片能夠精確地引導(dǎo)角動(dòng)量數(shù)據(jù)信號(hào)，使它們?cè)诓煌膫魉湍Ｊ郊{米環(huán)形縫隙中傳送而不丟失任何信息。