據《fun88网页下载》了解，近日，美國國家標準與(yu) 技術研究院(NIST) 的研究人員在《Nature》雜誌上發表了一篇題為(wei) 《Light: Science & Applications》的研究論文。論文稱，該研究團隊開發了一種可同時控製多速激光的波長、焦點、行進方向和偏振的芯片級設備係統，或能在新型量子設備中派上用場。 

NIST 研究人員設計並製造了一個(ge) 芯片級係統，用於(yu) 在將光發送到太空與(yu) 設備或材料相互作用之前，對多束激光束（藍色箭頭）進行整形並控製它們(men) 的偏振。三個(ge) 組件都有助於(yu) 操縱激光束：漸逝波耦合器 (EVC)——將光從(cong) 一個(ge) 設備耦合到另一個(ge) 設備；超光柵 (MG)——一個(ge) 微小的表麵，上麵有著數百萬(wan) 個(ge) 小孔，可以像大型衍射光柵一樣散射光；和超表麵 (MS)——這是一個(ge) 小玻璃表麵，上麵鑲嵌著數百萬(wan) 個(ge) 用作透鏡的柱子。圖片來源：NIST。 

該係統的受控屬性包括波長、焦點、方向和偏振。對此，NIST表示，使用單個(ge) 芯片定製這些屬性的能力“對於(yu) 製造新型便攜式傳(chuan) 感器至關(guan) 重要，這種傳(chuan) 感器可以在實驗室範圍之外以前所未有的精度測量旋轉、加速度、時間和磁場等基本量。”

通常情況下，即使控製單束激光，也需要一個(ge) 與(yu) 餐桌一樣大的實驗室工作台來容納各種透鏡、偏振器、反射鏡和其他設備。然而，許多量子技術，包括微型光學原子鍾和一些未來的量子計算機，將需要在一個(ge) 極其微小的空間區域內(nei) 同時訪問多個(ge) 廣泛變化的激光波長。

為(wei) 了解決(jue) 這個(ge) 問題，NIST科學家Vladimir Aksyuk和他的同事，結合了兩(liang) 種芯片級技術來開發新設備係統：集成光子電路和一個(ge) 光學超表麵。集成光子電路使用微小的透明通道和其他微型組件來引導光；而光學超表麵由印有數百萬(wan) 個(ge) 微小結構的玻璃晶圓組成，這些結構無需笨重的光學器件即可操縱光的特性。

Aksyuk 和他的團隊證明，單個(ge) 光子芯片可以完成36個(ge) 光學元件的工作，同時控製12束分為(wei) 4個(ge) 不同波長的激光束方向、焦點和偏振（光波在傳(chuan) 播時振動的平麵）。

該團隊的論文還表明，這種微型芯片可以引導兩(liang) 束不同顏色的光束並排傳(chuan) 播，這能滿足某些類型的高級原子鍾的要求。

團隊成員Amit Agrawal表示：“用可以在潔淨室中製造的簡單半導體(ti) 晶圓代替裝滿笨重光學元件的光學平台，這顛覆了以往的方法規則。”他補充說， “這類技術是必需的，因為(wei) 它們(men) 堅固、緊湊，並且可以很容易地重新配置以用於(yu) 現實世界條件下的不同實驗。”

Aksyuk 指出，基於(yu) 芯片的光學係統還在繼續開發中。例如，激光的功率還不足以將原子冷卻到微型先進原子鍾所需的超低溫。

雖然激光通常會(hui) 激發原子，使它們(men) 升溫並加快移動速度，但如果仔細選擇光的頻率和其他特性，則會(hui) 發生相反的情況。當激光光子撞擊原子時，會(hui) 誘導原子釋放能量並冷卻，以便它們(men) 可以被磁場捕獲。

即使沒有冷卻能力，微型光學係統“也是在芯片上構建先進原子鍾的關(guan) 鍵踏腳石！”Aksyuk 說。