中美學者成功解決納米光纖傳輸光信號技術(shù)難題

  2月17日，從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校學者近期與美國馬里蘭大學醫(yī)學院、西南科技大學理學院學者合作，提出了一種新型光學模式——存在于多層介質(zhì)薄膜與納米光纖復合結(jié)構(gòu)中的一維布洛赫表面波，并利用該模式成功解決了極細聚合物納米光纖在常規(guī)襯底上無法傳輸光信號的技術(shù)難題。該成果日前發(fā)表在國際學術(shù)刊物《自然—通訊》上。

  眾所周知，微米尺度光纖的巨大成就造就了互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的高度發(fā)達和世界的迅速“變小”。因此，微光纖基礎(chǔ)理論獲得了2009年諾貝爾物理學獎。如今，納米尺度的光纖成為國際前沿研究熱點。聚合物納米光纖由于具有良好的機械性能，尤其是其彈性和柔韌性很好，而且可以通過化學設(shè)計改變其材料的特性，是構(gòu)筑超緊湊光子學器件和微型化集成光子回路的首選之一。
  但是其材質(zhì)柔性、長徑比巨大，必須放在襯底上，如常用的玻璃或硅片，才能真正實用化，發(fā)展新型納米光波導傳感器件等，而當納米光纖半徑很小，例如小于125nm時，放置玻璃上的納米光纖將無法傳輸光信號。
  為了解決這個問題，該課題組利用結(jié)構(gòu)參數(shù)精心設(shè)計多層介質(zhì)薄膜來支撐聚合物納米光纖，借助多層薄膜的光子帶隙來阻止納米光纖中光信號的泄漏。實驗結(jié)果表明，在該多層介質(zhì)薄膜上，極細納米光纖完全可以傳輸光信號。
  據(jù)了解，該研究得到了審稿人的高度評價，指出這項工作很重要，因為它適用于各種聚合物納米光纖，而這些光纖具有很好的生物兼容性、可摻雜各種熒光基團，由此可以產(chǎn)生各種新型的納米光子學器件。