【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】国家物理实验室(NPL)的光子学研究人员发明了一种由光组成的二极管，这是第一次在微型光子电路中使用，并在Optica上发表。Dr. Pascal Del'Haye博士和他在NPL的团队已经创建了一个二极管的光学版本，该二极管能在一个方向上传输光，并且可以集成到微光子电路中。由于现有的光学二极管需要庞大的磁体，这种小规模的集成一直是光子学的主要挑战。NPL的开创性工作克服了基于大块磁铁的二极管的限制，它利用存储在微型芯片的玻璃环中的光来形成二极管。二极管在电子电路中很有名。它们在一个方向上传输电流，但却阻挡了反向的电流。二极管是几乎所有电子电路的基本元件，例如电池充电器。
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这一新的技术是通过将大量的光发射到一个微谐振器——一个硅晶片上的一个玻璃环，大约一个人的头发的宽度——并利用循环的光能产生二极管效应而创造出来的。NPL的高级研究科学家乔纳森·西尔弗博士解释说:“为了创造出光学二极管，我们使用了能够存储大量光的微粒子。这就意味着，尽管我们只是将少量的光发送到这些玻璃环中，但它的循环功率可与整个足球场的泛光灯所产生的光相媲美，但仅限于一个比人的头发还小的装置。光强度使二极管通过光与光的相互作用形成，称为克尔效应。在他们的实验中，他们发现这些玻璃环中的顺时针循环光的电磁场有效地阻挡了任何逆时针的循环光。
该项目的首席研究科学家Pascal Del’haye强调：这些二极管将首次打开廉价和高效的微光芯片上的光电二极管的大门，并将为新型的集成光子电路铺平道路，这些集成的光子电路可以用于光学计算。它们还可能对未来的光通信系统产生重大影响，以便更有效地利用电信网络。该项目的博士生Leonardo Del Bino说:“这种新型二极管的一个显著特性是，如果向前传播的光场增加，性能就会提高。”这是非常重要的，例如，当使用二极管来保护芯片集成的激光二极管的背面反射。除了对光学二极管的使用外，NPL对反传播光相互作用的研究也可以使新型的光学旋转传感器和光学记忆得以实现。
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来自：国家物理实验室
编译：光量子
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