納米級光聚焦技術獲得突破

把光壓縮到盡可能小的空間—這是在把微型裝置集成到一張光子晶片時需考慮的一個關鍵問題。美國加利福尼亞的科學家已制成了一個微型電漿子波導，能將近紅外光“通過納米技術聚焦”到一個不足100 nm寬的點。

帕薩迪納市加州理工學院的電氣工程副教授即本論文的首席作者 Hyuck Choo說，這種錐形結構是由夾在兩層金箔之間的二氧化硅(SiO2)構成的，其總長＜2 μm。波導將光壓縮在垂直于輻射傳播方向的兩個維度上。

計算機模擬過程揭示了這種錐形結構形成納米聚焦的光學幾何原理。該裝置的底部是平的，便于片上操作，而側面和頂部則呈從前到后逐漸變窄的形式。

Choo說，這個團隊面臨的最大挑戰是在這個微型裝置上生成一個正錐形。首先，研究人員在一塊熔融的SiO2基板上制作了一張50 nm厚的金箔。接著，利用“電子束感應沉積”法將SiO2分層堆積成正錐形，然后將另一張厚50 nm的金箔放在絕緣體的頂部。最后，采用“聚焦離子束銑削”技術修整該裝置的側面。

在實驗中，將飛秒激光器發出的830 nm光聚焦到一個14 nm×80 nm的點上，這樣，光束的強度比原光束增強了400倍。經計算，錐形波導能形成的最小光點可達 2 nm(寬)×5 nm(長)，然而研究人員在實驗中尚未獲得這樣的光點。

根據Choo的說法，采用納米聚焦技術的波導將會被用于電信和生物醫學成像。

Choo和加州理工學院的博士后副研究員Myung-Ki Kim與勞倫斯-伯克利國家實驗室及加州大學伯克利分校的同事們一起參與了這個項目。