德克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員開發(fā)了一種混合納米材料，能夠?qū)?a class="innerlink" href="http://wldgj.com/tags/光學元件" title="光學元件" target="_blank">光學元件進行寫入,、擦除和重寫操作。研究人員認為,，這種納米材料及開發(fā)技術可以用來創(chuàng)造新一代的光學芯片和電路。在雜志《Nano Letters》發(fā)表的研究中,，該德克薩斯團隊描述了如何通過從等離子體表面開始創(chuàng)建他們的新型混合納米材料的過程,。表面等離子體光子學是研究利用光子撞擊金屬表面時產(chǎn)生的電子密度振蕩的一門學科。這些類似波的振蕩電子被稱為表面等離子體激元,。

　　在這種情況下,，金屬表面由覆蓋了嵌入有光感特性分子的聚合物層的鋁納米顆粒構(gòu)成。

　　這些光致變色分子能夠和光發(fā)生量子相互作用,，使的分子變得透明或不透明,。在德克薩斯研究人員創(chuàng)造的光子電路中，金屬等離子體表面和光致變色分子代表兩個量子系統(tǒng),。在這個設計中,，兩個量子系統(tǒng)之間的相互作用或耦合是非常強的。通過利用這些現(xiàn)象,，研究人員創(chuàng)造了一個能夠控制光的方向的波導，對集成光子電路的設計至關重要,。

　　研究人員首先使用綠色激光在納米材料中創(chuàng)建了他們的波導,。然后，他們能夠使用UV光線擦除該波導,，接著他們使用綠色激光重新寫入波導圖案,。 研究團隊認為，這是人類首次能夠使用全光學技術來重寫波導,。

　　新型納米材料使可重寫的集成納米光子電路成為可能

　　“在我們的工作中,，我們用混合等離子體波導作為一個量子系統(tǒng)，并將分子添加到聚合物作為第二個量子系統(tǒng),，” Linhan Lin,，該研究的共同作者之一，在與IEEE Spectrum的電子郵件采訪中解釋道?！耙坏┻@兩個量子系統(tǒng)之間發(fā)生強耦合作用,，我們只需使用UV紫外線照射樣品，就能朝兩個不同的新方向改變混合等離子體波導的諧振頻率,?！?/p>

　　根據(jù)Lin的說法，當樣品被UV紫外線照射的瞬間,，混合等離子體波導在該諧振頻率下就不能工作了,，或者換個說法，波導被擦除了,。一旦綠色激光照射在樣品上（分子變得透明）,，諧振頻率將返回初值?！巴ㄟ^該途徑,，我們獲得了波導的工作方式，所以說我們創(chuàng)建了波導,，”Lin補充道,。

　　當然，該可重寫光學系統(tǒng)的概念不是全新的; 它是以CD和DVD這類光學存儲介質(zhì)為基礎的,。但是,，CD和DVD需要龐大的光源，光學介質(zhì)和光檢測器來工作,。 這里開發(fā)的可重寫集成光子電路的優(yōu)點是可以應用在2-D材料上,。

　　新型納米材料使可重寫的集成納米光子電路成為可能

　　“為了開發(fā)可重寫的集成納米光子電路，人們必須能夠?qū)⒐庀拗圃诙S（2-D）平面內(nèi),，其中光可以在平面中進行長距離傳輸,，而且在其傳播方向，幅度,，頻率和相位上被任意控制,，“ Yuebing Zheng，領導這項研究的一位德克薩斯大學教授,，在采訪中說到,。“我們的材料是一種混合物質(zhì),，使開發(fā)可重寫的集成納米光子電路成為可能,。“

　　一些工程應用需要等到這些可重寫的集成納米光子電路成熟完善,。Lin解釋說,，要將這項技術應用到實驗室之外,，需要提高這種可重寫設備的穩(wěn)定性，同時延長其使用壽命,。 此外,，還需要使混合等離子體波導的工作頻率與片上通信頻率匹配。

　　Zeng補充說：“我們的目標是開發(fā)超越波導的可重寫光學元件,，這將導致可重寫光學濾波器,，信道下降濾波器，延遲線,，傳感器,，激光器，調(diào)制器,，色散補償器等的出現(xiàn),。 這些都是未來光子集成電路的關鍵組件?！?/p>