模仿蝴蝶翅膀的微观结构 科学家开发出纳米尺度光子晶体

根据物理学家组织网络9月3日(北京时间)的一份报告，来自澳大利亚斯温伯恩科技大学和德国赫尔姆-纽伦堡弗里德里希·亚历山大大学(FAU)的一个国际研究小组通过模仿蝴蝶翅膀的微观结构，开发了一种比人类头发丝宽度更小的纳米级光子晶体装置，这种装置可以应用于线偏振光和圆偏振光，使光通信更快、更安全。光子晶体可以同时分裂左右圆偏振光。它的设计灵感来自帝王蝶，也被称为黄星绿蝶。它的翅膀有一个三维纳米结构，给它一个充满活力的绿色。其他昆虫也有可以提供颜色的纳米结构，但是帝王蝶有一个重要的区别。斯威本大学的马克·特纳博士说:“这只蝴蝶的翅膀包含了大量相互连接的纳米级螺旋弹簧，形成了独特的光学材料。我们利用这一概念来开发光子晶体器件。”光子晶体相当于微偏振分束器。偏振分光镜用于现代技术，如电信、显微镜和多媒体。然而，天然晶体仅适用于线偏振光，不适用于圆偏振光。研究人员利用三维激光纳米技术使光子晶体具有天然光子晶体所不具备的特性，从而可以应用于圆偏振光。这个微型装置包含超过750，000个微小的聚合物纳米棒。斯瓦宾大学微电子中心主任顾敏教授说:“我们相信，第一个纳米级光子晶体手性分光镜已经被创造出来。它可能成为开发集成光子电路的有用电子元件，并在光通信、成像、计算机信息处理技术和传感领域发挥重要作用。这项技术为转向纳米光子器件提供了新的可能性，并使我们离开发能够克服超高速光网络带宽瓶颈的光学芯片更近了一步。”研究结果发表在最新一期的《自然光子学》上。