在反激光的基础上研究人员创造了一种引导波的设备

导读 基于突破性的反激光,一组研究人员开发了一种系统,可以引导光和其他电磁波进行信号处理,而不会产生任何不需要的信号反射——这项创新可以

基于突破性的“反激光”,一组研究人员开发了一种系统,可以引导光和其他电磁波进行信号处理,而不会产生任何不需要的信号反射——这项创新可以推动局域网、光子学领域和其他应用程序。

由耶鲁大学的A.DouglasStone和法国雷恩大学的PhilippdelHougne领导的研究结果发表在《科学进展》杂志上。

十多年前,斯通领导了一个团队创造了反激光或“相干完美吸收体”(CPA)。反激光不像激光那样发射光束,而是以相同的精度吸收输入光。

在激光器中,光在两个镜子之间来回反射,每次都通过一种放大材料(称为“增益介质”),例如砷化镓。因为光具有特定波长,所以它会产生强度越来越大的反馈。在一个典型的光源——例如一个日常使用的灯泡——中,原子独立地辐射并产生许多不同波长的光,因此光会向多个方向传播。然而,在激光中,原子以相同的频率和相同的方向辐射,从而产生单一波长的集中光束。

反激光的不同之处在于,它没有使用放大材料,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,并将两束光束相互引导,在薄如纸的硅晶片上相遇。光波经过精确调谐以相互连锁并被困住。然后它们消散成热量。

对于他们最近的工作,研究人员建立在这个概念的基础上,并开发了一种基于他们所谓的“无反射散射模式”(RSM)的设备。

“我们询问是否存在这样的原理,我们可以在其中引导光而不是将其转换为另一种形式的能量,”CarlA.Morse应用物理学和物理学教授Stone说。“因为使用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。”

从那里,他们开发了一种设备,该设备不是吸收波浪,而是将它们重定向到特定通道。Stone负责该项目的理论部分,而法国雷恩大学的PhilippdelHougne负责构建实际设备。

“与其全部转导,不如全部进入我们选择的输出通道,或者其中一些可以被吸收,其余进入输出通道,”斯通说。“下一步,我们想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送以执行其信息或传感功能。人们对这种技术非常感兴趣,可以降低电池的功耗例如电话网络。”

该设备消除了信号反射,信号反射长期以来一直是信号路由器的一个问题,而信号路由器是现代纳米光子和射频网络的关键组成部分。除了造成信号功率损失外,此类反射还会在网络中造成破坏性的有害反射信号功率回波。