科學家創造出由光製成的二極體

【博科園-科學科普（關注「博科園」看更多）】國家物理實驗室(NPL)的光子學研究人員發明了一種由光組成的二極體，這是第一次在微型光子電路中使用，並在Optica上發表。Dr. Pascal Del"Haye博士和他在NPL的團隊已經創建了一個二極體的光學版本，該二極體能在一個方向上傳輸光，並且可以集成到微光子電路中。由於現有的光學二極體需要龐大的磁體，這種小規模的集成一直是光子學的主要挑戰。NPL的開創性工作克服了基於大塊磁鐵的二極體的限制，它利用存儲在微型晶元的玻璃環中的光來形成二極體。二極體在電子電路中很有名。它們在一個方向上傳輸電流，但卻阻擋了反向的電流。二極體是幾乎所有電子電路的基本元件，例如電池充電器。

圖片版權：國家物理實驗室

這一新的技術是通過將大量的光發射到一個微諧振器——一個硅晶片上的一個玻璃環，大約一個人的頭髮的寬度——並利用循環的光能產生二極體效應而創造出來的。NPL的高級研究科學家喬納森·西爾弗博士解釋說:「為了創造出光學二極體，我們使用了能夠存儲大量光的微粒子。這就意味著，儘管我們只是將少量的光發送到這些玻璃環中，但它的循環功率可與整個足球場的泛光燈所產生的光相媲美，但僅限於一個比人的頭髮還小的裝置。光強度使二極體通過光與光的相互作用形成，稱為克爾效應。在他們的實驗中，他們發現這些玻璃環中的順時針循環光的電磁場有效地阻擋了任何逆時針的循環光。

該項目的首席研究科學家Pascal Del』haye強調：這些二極體將首次打開廉價和高效的微光晶元上的光電二極體的大門，並將為新型的集成光子電路鋪平道路，這些集成的光子電路可以用於光學計算。它們還可能對未來的光通信系統產生重大影響，以便更有效地利用電信網路。該項目的博士生Leonardo Del Bino說:「這種新型二極體的一個顯著特性是，如果向前傳播的光場增加，性能就會提高。」這是非常重要的，例如，當使用二極體來保護晶元集成的激光二極體的背面反射。除了對光學二極體的使用外，NPL對反傳播光相互作用的研究也可以使新型的光學旋轉感測器和光學記憶得以實現。

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內容：經「博科園」判定符合今主流科學

來自：國家物理實驗室

編譯：光量子

審校：博科園

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傳播：博科園

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