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《自然》:新型纳米装置将光子变为机械能

  “自然”:新型纳米器件将光子转变为机械能

  我们将加快光通信系统的发展,更准确地确定光通信系统的基本属性
图片素材:20095188260499.jpg
一个小型设备叫做激光拉链腔可以改为机械能。
(照片:Matt Eichenfield,Jasper Chan /“天然”)研究人员开发了一种纳米器件,能够在激光器中产生振动。这个装置非常灵敏,甚至可以感测单个光子的能量。研究人员认为,这将加速光通信系统的发展,并帮助科学家更精确地发现一些材料特性。根据“科学”杂志的在线新闻,偏振光束似乎不具备机械功的能力(因为光子作为光波的载体是无质量的),但它们能够达到原子级惊人的数量。例如,科学家现在已经能够用激光捕捉,操纵和操纵单个原子。现在的问题是,同样的原理是否可以在纳米尺度上工作 - 它的组成比原子水平要大得多,但仍然只有十亿分之一米左右。这正是加州理工学院帕萨迪纳科学家正在试图解决的一个问题。首先,研究人员制造了一对厚度仅为几百纳米的硅微片材料覆盖的支架。后来,他们用化学方法侵蚀了每个支架表面的一系列小孔。该团队称该装置为“拉链孔”,因为它看起来像一个拉链。研究人员在5月14日的“自然”杂志上报道说,这些孔可以在振动器件的同时引导和捕获激光束的能量。加州理工学院的物理学家Oskar Painter认为,振动频率取决于受激光支架的强度。该设备的行为就像一个音频扬声器,其振动膜片的振动取决于放大器传输的电子信号的强度。相反,像喇叭一样,拉链孔可以通过自身的振动来改变光线的强度。总的来说,Painter说,这些功能允许拉链孔作为一个完全光控微型无线电发射器和接收器,但同时具有比同样大小的电子产品更大的操作范围。德国Garching Maple Institute的麦克斯韦量子光学研究所(Maxwell Institute for Quantum Optics)的物理学家Tobias Kippenberg说,科学家们可以利用这种纳米级器件来探索传统电子学所不能达到的量子范围内的物质的性质。画家解释说,这种装置可以大大提高原子力显微镜的分辨能力,因为振动频率在每秒钟10-1.5亿次之间。使用这个设备来研究分子和原子可以完成每秒数千次的操作。 Kippenberg说:“这个装置在基础研究和新应用方面都有着光明的未来。”

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