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薩里大學(xué)的一項(xiàng)新研究表明，硅可能是用于光子信息操縱的最強(qiáng)大的材料之一，為激光器和顯示器的生產(chǎn)開(kāi)辟了新的可能性。
雖然計(jì)算機(jī)芯片的非凡成功證實(shí)了硅是電子信息控制的主要材料，但硅在光子學(xué)領(lǐng)域一直被認(rèn)為是糟糕的選擇。市場(chǎng)上沒(méi)有硅發(fā)光二極管、激光器或顯示器。
現(xiàn)在，在《光:科學(xué)與應(yīng)用》雜志上發(fā)表的一篇論文中，一個(gè)由薩里大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)表明，硅是制造一種能夠控制多束光束的設(shè)備的優(yōu)秀候選材料。
這一發(fā)現(xiàn)意味著，現(xiàn)在可以生產(chǎn)具有內(nèi)置光束控制其他光束能力的硅處理器，從而提高電子通信的速度和效率。
這是可能的波長(zhǎng)波段稱為遠(yuǎn)紅外或太赫茲區(qū)域的電磁波譜。這種效應(yīng)與一種叫做非線性的特性有關(guān)，這種特性被用來(lái)操縱激光束，例如，改變它們的顏色。綠色激光筆是這樣工作的:它們從一個(gè)非常便宜和高效的，但看不見(jiàn)的紅外激光二極管輸出，然后用一個(gè)非線性晶體改變顏色為綠色，波長(zhǎng)減半。
其他類型的非線性可以產(chǎn)生三分之一波長(zhǎng)的輸出光束，或者用來(lái)重定向激光束以控制光束信息的方向。非線性越強(qiáng)，越容易用較弱的輸入光束進(jìn)行控制。
研究人員發(fā)現(xiàn)硅具有迄今為止所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)的非線性。雖然這項(xiàng)研究是在晶體被冷卻到非常低的低溫下進(jìn)行的，如此強(qiáng)的非線性意味著可以使用非常弱的光束。
本·默丁是這項(xiàng)研究的合著者，也是薩里大學(xué)的物理學(xué)教授，他說(shuō)，我們的發(fā)現(xiàn)很幸運(yùn)，因?yàn)槲覀儾](méi)有去尋找它。我們?cè)噲D了解如何利用硅晶體中非常少的磷原子來(lái)制造量子計(jì)算機(jī)，以及如何利用光束來(lái)控制存儲(chǔ)在磷原子中的量子信息。
我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，磷原子重新發(fā)射出的光束幾乎和我們照射在它們身上的強(qiáng)激光一樣亮。為了證明光束的來(lái)源，我們把這些數(shù)據(jù)擱置了幾年。這是一個(gè)很好的例子，說(shuō)明了科學(xué)的發(fā)展是偶然的，也說(shuō)明了泛歐洲團(tuán)隊(duì)仍然可以非常有效地合作。
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