據美國物理學家組織網近日報道，美國科學家表示，他們(men) 的實驗證明，纖細的等離子體(ti) 納米天線陣列能采用新奇的方式對光進行精確地操控，改變光的相位，創造出負折射現象，最新研究有望使科學家們(men) 研製出功能更強大的光子計算機等新式光學設備。相關(guan) 研究發表在12月22日出版的《科學》雜誌上。

該研究的領導者、普渡大學布瑞克納米技術研究中心納米光子學部門主管、電子和計算機工程教授弗拉基米爾·薩裏切夫表示：“通過大大改變光的相位，我們(men) 能顯著改變光的傳(chuan) 播方式，因此，為(wei) 很多潛在的應用打開了大門。”光的相位是指光波在前進時，光子振動所呈現的交替波形變化。同一種光波通過折射率不同的物質時，相位就會(hui) 發生變化。

今年10月份，哈佛大學電子工程學教授費德裏科·卡帕索領導的科研團隊在《科學》雜誌上撰文指出，他們(men) 利用一種新技術誘導光線路徑，使得沿用了多年的斯涅耳定律受到挑戰。斯涅耳定律指出，當光從(cong) 一種介質進入另一種介質時，在這兩(liang) 種介質的交界處，相位不會(hui) 突然發生變化。而哈佛大學的實驗表明，通過使用一種新型結構的“超材料”，光的相位和傳(chuan) 播方向都會(hui) 發生巨大變化。這一研究發現使在預測光線由一種介質進入另一種介質時，其有別於(yu) 經典的折射和反射定律，可以創建負折射現象，光的偏振也可以得到控製。

普渡大學的科研團隊則更近一步，製造出了納米天線陣列並大大改變了光波波長介於(yu) 1微米（百萬(wan) 分之一米）到1.9微米之間的近紅外線附近光波的相位和傳(chuan) 播方向。薩裏切夫表示：“我們(men) 將哈佛大學的研究拓展到近紅外線區域，近紅外線，尤其是波長為(wei) 1.5微米的光線對通訊來說至關(guan) 重要，通過光纖傳(chuan) 送的信息使用的就是這個(ge) 波長，最新研究在通訊領域將非常實用。我們(men) 也證明，這並非單頻效應，適用於(yu) 很多波段，因此，可廣泛應用於(yu) 很多技術領域。”

這種納米天線是蝕刻在一層矽上方的金做成的V型結構，它們(men) 是一種“超材料”（一般都是所謂的等離子體(ti) 結構），寬40納米。科學家們(men) 也已證明，他們(men) 能讓光通過一個(ge) 寬度僅(jin) 為(wei) 光波波長五十分之一的超薄“等離子體(ti) 納米天線層”。

科學家們(men) 解釋道，每種材料都有自己的折射率，可描述光在其中的彎曲程度。包括玻璃、水、空氣等在內(nei) 的所有天然材料的折射率都為(wei) 正數，而新的超薄等離子體(ti) 納米天線層能導致光線大大改變其傳(chuan) 播方向，甚至產(chan) 生負折射現象，使用傳(chuan) 統材料則無法做到這一點。

這一創新有望讓人們(men) 引導激光並改變激光的形狀，應用於(yu) 軍(jun) 事和通訊領域；有助於(yu) 科學家們(men) 研製出使用光處理信息的光子計算機中的納米電路以及功能強大的新型透鏡等。