ICCSZ訊  編者按：德克薩斯州立大學奧斯丁分校的一位教授和他的研究團隊共同研發出了新型納米材料，該納米材料可對光芯片進行刪除、重寫等操作。

　　偵察任務所使用的軍用無人機一般在敵人線后方捕捉畫面。通常情況下，整個工程師隊需要隨時監控并遠程刪除在無人機芯片上所攜帶的敏感信息。 由于所使用的芯片是光學而不是電子的，工程師現在可以抬手將一束UV光照射到芯片上，芯片中的內容就會立即被刪除。一場災難就在這抬手一瞬間被避免了。

　　這種聽起來像是007中才會用到的技術，已經開始走進現實生活。在德克薩斯州大學奧斯丁分校Cockrell工程學院，機械工程和材料科學與工程教授鄭躍兵(音譯)所開發的納米材料最近有了新的進展。

　　鄭教授說：“這種新型材料中的分子對光非常敏感，因此我們可以使用UV光或特定的光波長來擦除或創建光學元件，我們甚至可以將這個LED并入芯片，用無線擦除其內容，我們甚至可以做到定時擦除。”

　　為了測試他們的創新成果，研究人員使用綠色激光器在其納米材料上嘗試開發可以一種將光波從一個點引導到另一個點的波導結構，或者說是一個光波隧道。 然后他們用UV光擦除此波導，并使用綠色激光將其重寫在相同的材料上。研究人員聲稱這是首次有人使用全光學技術重寫波導，這是在光子組件和集成電路的發展中堪稱里程碑式的一舉。

　　他們取得的主要進步是設計結構特殊的新型混合納米材料，此材料就好像是我們小時候用的神奇可擦畫板 - 區別在于此材料依賴于光和微小的分子來繪制、刪除和重寫光學組件。 工程師和科學家對使用光而不是電來攜帶數據的可重寫組件產生越來越濃厚的興趣，因為它們具有使器件比由硅制成的器件更快、更小和更節能的潛力。

　　支持諸如CD和DVD的光存儲設備可重寫光學器件的概念，在近幾年已經被推到了風口浪尖上。 現存CD、DVD和其他現有技術的可重寫光學部件的缺點是它們需要龐大的獨立光源、光學介質和光檢測器。

　　相比之下，德克薩斯州大學奧斯丁分校的的此項創新允許我們在二維(2-D)納米材料上進行擦除和重寫，這為納米級光學芯片和電路的發展鋪平了前路。

　　“為了開發可重寫的集成納米光子電路，人們必須能夠將光限制在2-D平面內，并且保證其傳播方向、幅度和頻率都在可控制的情況下，能在平面中行進很長距離“，鄭教授說，“我們的材料將使開發可重寫集成納米光子電路成為可能。

　　研究人員的材料從等離子體激元表面開始，由鋁納米顆粒組成，表面嵌有能夠響應光分子的280納米聚合物層。 由于量子力學與光的相互作用，分子可以變得透明，所以光可被吸收或傳播。

　　該材料的另一個優點是它可以同時操作兩種光傳輸模式 ——專業上稱其為混合模式。 此材料具有的電介質波導模式可以引導光在較長距離上傳播，而等離子體模式能夠在更小的空間內顯著放大光信號。

　　“混合模式具有介質波導模式和等離子體共振模式相結合在一起的優點，同時避免了單一模式的極限，”鄭教授說，“我們通過一種稱為光切換分裂(Photoswitchable Rabi Splitting)的技術實現了全光學控制，這是全光學控制第一次在混合等離子體波導模式下變為現實。

　　這兩種模式之間的集成顯著改善了該混合納米材料中的光腔性能，使其材料具有高品質因數和低光損失的優點，因此使分子和混合模式之間的耦合最大化。

　　但在大規模使用這種材料來設計光學芯片或納米光子電路之前，科學家們必須解決一些現存問題，其中包括優化分子以用來提高可重寫波導的穩定性及其對光通信的性能。

　　翻譯來自：蟲洞翻翻 譯者：趙書綺