將遠小於(yu) 一支普通激光筆的百微瓦量級光功率穩定地轉換為(wei) 可見光，近日，西工大學物理科學與(yu) 技術學院趙建林教授研究團隊六年堅持不懈，成功研發光波長轉換器件，可將近紅外光穩定地轉換為(wei) 可見光，在豐(feng) 富感知光源的同時，有效地提高光纖利用率。這項成果不僅(jin) 破解光纖領域難題，也為(wei) 開發其他高性能全光纖非線性光信息處理器件提供了新思路。相關(guan) 研究成果日前在線發表於(yu) 國際光學頂尖期刊。

　　光纖在我們(men) 生活中無處不在，有了光纖才有了遍布城鄉(xiang) 連接中外的高速互聯網、高清數字電視、5G移動通信。從(cong) 1970年美國製造出世界上第一根可用於(yu) 光通信的光纖，半個(ge) 世紀以來，相關(guan) 領域專(zhuan) 家始終朝著“超大容量、超長距離、超高速率”光通信技術前沿不斷探索。如果能夠將某種波長的光在光纖中傳(chuan) 輸後直接變成另一種波長，將可以有效提高光纖傳(chuan) 遞和感知信息的效率。但光波波長轉換是一種非線性光學過程，一般需要高功率激光和精密的光學參數配合，轉換條件非常苛刻。如何降低光纖中波長轉換的實現條件，就成為(wei) 了困擾科學家們(men) 的一個(ge) 難題。

　　西工大趙建林團隊創造性地提出在一段直徑為(wei) 微米量級的光纖上沉積二維層狀材料硒化镓，利用微光纖的強烈倏逝波與(yu) 硒化镓二維材料相耦合，借助硒化镓的二階非線性效應實現了在全光纖中光波長轉換的有效控製，極大提高了光波長轉換效率，降低了轉換能耗。

　　“將一根光纖的一部分變細為(wei) 原來的約百分之一，讓光波沿著光纖外壁傳(chuan) 輸，而光纖外壁上裹覆有能將通信波段光轉換為(wei) 可見光的材料，讓變色後的光波仍然可以在光纖中繼續傳(chuan) 輸。這樣，就構成了一個(ge) 非常簡單且高效的光波長轉換器件。”研究團隊的薑碧強副教授解釋說，光纖中的光波長轉換器件，就好比電網中的變電站，通過對光信息分級處理，讓光網絡更加靈活且擴容。經該技術處理的光纖，可直接接入通用的光纖通信和傳(chuan) 感係統中，且僅(jin) 需百微瓦量級光功率（遠小於(yu) 一支普通激光筆的光功率）即可將近紅外光穩定地轉換為(wei) 可見光，在豐(feng) 富感知光源的同時，有效地提高光纖利用率，也為(wei) 開發其他高性能全光纖非線性光信息處理器件提供了新的思路。

　　“為(wei) 了這一瞬的光，我們(men) 團隊整整探索了6年。”趙建林教授介紹說，2014年團隊開始了實驗嚐試。自主設計小型實驗裝置，搭建完成整套光的產(chan) 生、調製、感知與(yu) 測量係統，將石墨烯裹覆到光學微結構上實現光的濾波、調製、開關(guan) 、光速的控製等，然而始終無法在光波長的轉換實現突破。團隊針對這一難題，借助光譜測量、納米加工等技術手段持續優(you) 化材料體(ti) 係和器件，從(cong) 一次次的實驗失敗中最終實現成功的突破。

　　“今年的政府工作報告中明確提出要加大新型基礎設施建設，實施擴大內(nei) 需戰略。”趙建林教授說，新一代信息技術為(wei) 核心的“新基建”已成為(wei) 我國經濟發展的新動能，而作為(wei) “新基建”基礎設施的光纖，也迎接創新發展的機遇。“希望我們(men) 的研究瞄準國家發展的重大需要，產(chan) 出更多創新成果，成為(wei) 新一代信息技術領域的引領者。”趙建林表示說。