斯坦福大学减缓/控制光线 可应用于自动驾驶汽车激光雷达

2020-09-22来源: 盖世汽车

光的速度非常快,而这种速度对于快速交换信息至关重要,不过,当光穿过材料时,其激发原子和分子的机会就会变得非常小。如果科学家能够减慢光粒子或光子的速度,就可以为一系列新技术应用打开大门。


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图片来源:斯坦福大学


据外媒报道,近日,斯坦福大学(Stanford)的研究人员就展示了一种可显著降低光速的新方法,与在回声室将声音“抓住”并随意引导声音传播的方向一样。斯坦福大学材料科学与工程系副教授Jennifer Dionne在实验室中,将超薄硅片构造成纳米大小的条棒,利用共振捕获光线,然后再释放光线或重新定向。此类“高质量因子”(high-quality-factor)或“高Q”谐振器可能可以创造操控和使用光的新方法,实现量子计算、虚拟现实和增强现实、光学WiFi,甚至检测SARS-CoV-2病毒等应用。


在操纵光之前,需要打造谐振器,这其实带来了很多挑战。


该设备的核心部件是一层极薄的硅,可以高效地捕获光线,对近红外光的吸收率也很低,而科学家们正想控制近红外光。硅放在透明材料晶片(如蓝宝石)上,研究人员将电子显微镜的“针头”置于晶片上蚀刻纳米天线图案。此种图案必须划得尽可能平滑,因为此类天线需要像回音室的墙壁一样,而如果有缺陷就会抑制捕捉光线的能力。


最终,该设备的质量因子高达2500,比以往任何类似设备的质量因子(质量因子是描述共振行为的一种度量,与光的寿命成正比)高出两个数量级(100倍),从而可以实现各种技术应用。


例如,生物传感。单个的生物分子非常小,基本无法看到。但是,让光在一个分子中穿透成百上千次,可以极大地增加打造可探测散射效应的机会。


现在,研究人员们正致力于将此种技术用于探测COVID-19的抗原(能引发免疫反应的分子)和抗体(在反应中,由免疫系统产生的蛋白质)。此种高质量因子纳米谐振器还可以让每个天线单独工作,以同时探测不同类型的抗体。


此外,该项技术还可用于通常用于自动驾驶汽车的激光雷达,以及在量子科学中发挥作用。


编辑:鲁迪 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/qcdz/ic511183.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

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